Силові агрегати fe, сфера застосування. Силові агрегати fe, сфера застосування Поширені несправності та експлуатація

12.10.2019

Двигун Toyota 2GR-FE/FSE/FXE/FZE 3.5 л.

Характеристики двигуна Тойота 2GR

Виробництво	Kamigo Plant Shimoyama Plant Toyota Motor Manufacturing Alabama Toyota Motor Manufacturing Kentucky Toyota Motor Manufacturing West Virginia
Марка двигуна	Toyota 2GR
Роки випуску	2005-наші дні
Матеріал блоку циліндрів	алюміній
Система харчування	інжектор
Тип	V-подібний
Кількість циліндрів	6
Клапанів на циліндр	4
Хід поршня, мм	83
Діаметр циліндра, мм	94
Ступінь стиснення	10.8 11.8 12.5 13
Об'єм двигуна, куб.см	3456
Потужність двигуна, л.с./об.хв.	249/6000 270/6200 272/6200 278/6000 278/6200 280/6400 295/6300 309/6400 311/6600 313/6000 315/6400 318/6400 328/6400 350/7000 360/6400
Крутний момент, Нм/об.хв	317/4800 336/4700 333/4700 360/4600 346/4700 350/4600 362/4700 377/4800 362/4700 335/4600 377/4800 380/4800 400/4800 400/4500 498/3200
Паливо	95
Екологічні норми	Євро 5
Вага двигуна, кг	163
Витрата палива, л/100 км (для Lexus RX350) - Місто - траса - Змішаний.	14.3 8.4 10.6
Витрата олії, гр./1000 км	до 1000
Олія в двигун	5W-30
Скільки олії у двигуні	6.1
Заміна олії проводиться, км	10000 (краще 5000)
Робоча температура двигуна, град.	-
Ресурс двигуна, тис. км - за даними заводу - на практиці	н.д. 300+
Тюнінг - потенціал - без втрати ресурсу	350 н.д.
Двигун встановлювався	Toyota Alphard Toyota Aurion Toyota Harrier Toyota Mark X Toyota Mark X Zio Lotus Evora Lotus Exige S

Несправності та ремонт двигуна 2GR-FE/FSE/FXE/FZE

Двигун 2GR був розроблений у 2005 році, як заміна 3MZ-FE, на базі 4-х літрового шляхом зменшення ходу поршня з 95 мм до 83 мм. (Шляхом коригування геометрії було створено і 3GR , 4GR , 5GR). Блок циліндрів 2GR алюмінієвий з чавунними гільзами, кут розвалу циліндрів 60 °, поршні легкі Т-подібні, ковані шатуни. Привід ГРМ ланцюгової, використовуються гідрокомпенсатори, тому регулювати клапани вам не доведеться, використовується система зміни фаз газорозподілу на впускних та випускних валах Dual-VVTi, на впуску колектор із змінною геометрією ACIS, тобто. двигун технічно непоганий. Крім базової версії, випускалися й інші модифікації зі своїми особливостями.

Модифікації двигуна Toyota 2GR

1. 2GR-FE – базовий двигун, ступінь стиснення 10.8, потужність 277 к.с.
2. 2GR-FSE (D4S) - аналог 2GR-FE з безпосереднім упорскуванням палива. Ступінь стиснення підвищено до 11.8. Потужність двигуна варіюється від 296 до 318 л.
3. 2GR-FXE - аналог 2GR-FE, що працює за циклом Аткінсона. Ступінь стиснення збільшена до 12.5 та 13. Потужність відповідно 249 та 295 к.с.
4. 2GR-FZE - спортивна версія GR з компресором та потужністю 325-350 к.с. Використовується на автомобілях Lotus та Toyota Aurion TRD.
5. 2GR-FKS - суміш 2GR-FXE та 2GR-FSE з безпосереднім упорскуванням палива. Потужність 278 к.с. при 6000 об/хв, момент, що крутить, 360 Нм при 4600 об/хв. На Лексус цей мотор розвиває 295 к.с. та 311 к.с., залежно від моделі автомобіля.
6. 2GR-FXS – гібридна версія 2GR-FKS. Потужність 313 к.с. при 6000 об/хв, момент, що крутить, 335 Нм при 4600 об/хв.

Несправності, проблеми 2GR та їх причини

1. Витік олії. Проблема в масляній трубці в системі мастила VVTi, дана трубка, з незрозумілої причини, була виконана складовий метал гума метал, з часом гумова частина дає текти з найнеприємнішими наслідками. По цій несправності Toyota проводила масовий відгук автомобілів, тому якщо ваш двигун випущений до 2010 року, замініть масляну лінію на суцільнометалеву.
2. Шум/тріск двигуна під час запуску. Ця проблема викликана муфтами VVTi, вважається особливістю GR двигунів і на ресурс не впливає. Якщо вам неприємно слухати сторонні звуки, змінюйте муфти VVTi, все налагодиться.
3. Низькі обороти холостого ходу. Проблеми з ХХ вирішуються чищенням дросельної заслінки, цю процедуру не завадить проводити раз на 50 тис. км.

Крім того, стабільно, раз 50-70 тис. км, п омпа починає текти, питання вирішується заміною, На перших версіях двигунів стабільно летять котушки запалювання, ланцюг ГРМ ходить нормально, до 200 тис. км проблем ніяких. Версія 2GR-FSE відрізняється проблемою 5 циліндра: через недосконалість конструкції, не відбувається належного охолодження і після перегріву, в циліндрі утворюються задираки. Внаслідок цього маємо високу витрату олії та зіпсований блок циліндрів, який не розрахований на ремонт.
Незважаючи на це, ресурс 2GR, при систематичному обслуговуванні та контролі за станом системи охолодження, становить понад 300 тис. км, головне не економити на олії і все працюватиме як годинник.

Тюнінг двигуна Toyota 2GR-FE/FSE/FXE/FZE

Чип тюнинг. Атмо.

У частині атмосферного тюнінгу 2GR не найкращий вибір, звичайно, можна поставити поршні MWR під ступінь стиснення 12, зробити портинг ГБЦ, поставити вихлоп 3-1, але це істотного збільшення не дасть, не кажучи вже про простий чіп тюнінгу, це зовсім мишача метушня. Єдиний стоїть шлях тюнінгу 2GR це наддув…

Компресор на 2GR

Як і на , на даний мотор, компаніями TRD, HKS та ін, випускаються компресор кити. Все просто купив, поставив (за 1 день все ставиться), поршні Wiseco Piston під СЖ 9, форсунки 440 сс і до 350 к.с. отримайте без проблем. Якщо цього мало, шукайте потужніший нагнітач, Apexi Engine Management і дме скільки надує.
Безумовно, можна зібрати турбо 2GR на 35 Гарретті, але це вийде разовий автомобіль, який, більшу частину свого часу, висітиме на підйомнику, до того ж, фінансові витрати на комплексне доопрацювання двигуна будуть неприродно високими.

У двигуні використовується подвійна електронна система зміни фаз газорозподілу Dual VVT-i, система запалювання з
індивідуальними котушками (DIS), система впуску зі змінною геометрією (ACIS) та інтелектуальна
електронна система управління дросельною заслінкою (ETCS-i).

Поздовжній розріз

Поперечний розріз

Технічні характеристики 2GR-FE

Число циліндрів – 6
Розташування циліндрів - V-подібний
Клапанний механізм – з двома розподільними валами в головці
Блок циліндрів (DOHC), 24 клапани, з ланцюговим приводом (з системою Dual VVT-i)
Камера згоряння - клиноподібної форми
Колектори – розташовані з одного боку камери згоряння
Паливна система - послідовне впорскування SFI
Система запалювання - індивідуальні котушки запалювання на кожному циліндрі DIS, по одній свічки на циліндр
Робочий об'єм двигуна - 3456 см (210,9 дм)
Діаметр циліндра та хід поршня, мм (дюйм) - 94,0 × 83,0 (3,70 × 3,27)
Ступінь стиску - 10,8
Максимальна потужність – 204 кВт при 6200 об/хв
Максимальний момент, що крутить (ЄЕК) 346 Н м при 4700 об/хв
Відкриття від -3 до 37 до ВМТ
Фази газорозподілу. Впуск. Закривання – 71 ~ 31 після НМТ
Фази газорозподілу. Впуск. Відкриття - від -3 до 37 до ВМТ
Фази газорозподілу. Випуск. Відкриття - 60 ~ 25 до НМТ
Фази газорозподілу. Випуск. Закриття - 4 ~ 39 після ВМТ
Порядок роботи циліндрів 1–2–3–4–5–6
Клас масла – енергозберігаючі API SN, SM, SL; ILSAC GF4 GF5
Октанове число за дослідним методом - не менше 91
Стандарт токсичності газів, що відпрацювали - Євро-IV і Європейські норми токсичності газів, що відпрацювали при холодному пуску двигуна.
Експлуатаційна маса двигуна повністю заправленого моторним маслом та охолоджувальною рідиною - 163 кг

Двигун 2GR почав активно використовуватися з 2005 замість 3MZFE. У процесі доопрацювання базової версії двигуна внутрішнього згоряння (ДВС) хід поршня був зменшений на 12 мм. Сімейство моторів ToyotaGR – це найпоширеніші силові агрегати. Вони встановлюються на автомобілі різних марок світових брендів.

Силовий агрегат 2GRFE встановлюється на таких відомих моделях машин:

RX 350
Lotus Evora.
Lotus Evora GTE.
Lotus Evora S.
Lotus Exige S.

Опис конструкцій силових агрегатів FE та їх похідних

Двигун сімейства FE є шестициліндровим мотором, має по чотири клапани для кожного циліндра. Газорозподільна система DОНС обладнана японським VVTi контролером подачі палива.

Корпус блоку циліндрів і більша частина деталей 2GRFE виготовлені з алюмінієвих сплавів, чавунні гільзи, циліндри мають кут розвалу, рівний 60 градусів.

Двигун 2GR FE оснащений полегшеними поршнями, які мають Т-подібну форму, шатуни виготовлені методом кування. Газорозподільний механізм має ланцюгову передачу, використовуються гідравлічні компенсатори, що унеможливлюють регулювання клапанів. Пуск обладнаний змінним колектором ACIS, що говорить про високу якість двигуна.

Різноманітність модифікацій двигуна та їх особливості

Двигун ToyotaCamry 2GR має кілька модифікацій на основі базової версії:

2GR FE.
2GR FSE.
2GR FXE.
2GR FZE.
2GR FKS.
2GR FXS.

2GR FE є базовою моделлю зі ступенем стиснення 10,8 потужністю 277 кінських сил.

2GR FSE заснований на базі мотора FE має безпосередній упорскування палива, підвищений ступінь стиснення, що дорівнює 11,8, збільшену потужність, що варіюється в межах значень 296 - 318 л. с.

2GR FXE - це базовий аналог, що працює з використанням циклу Аткінсона, що дозволяє знизити витрати пального та зменшити шумові ефекти завдяки зменшенню впускного тиску. Дана модифікація має збільшений ступінь стиснення до 13 і потужністю, що досягає 295 кінських сил.

2GR FZE, дана модель силового агрегату використовується переважно на спортивних автомобілях таких марок, як Lotus, Toyota Aurion TRD, обладнана потужним компресором, розвиває потужність від 325 до 350 кінських сил.

2GR FKS є гібридом FXE і 2GR FSE, паливо тут впорскується безпосередньо в камеру згоряння. Дана модель здатна розвивати потужність 278 конячок при 6 тис. оборотах за хвилину, крутний момент дорівнює 360 Нм при оборотах 4600. При встановленні на моделях Лексус здатний розвивати до 311 кінських сил.

2GR FXS – це похідна від FKS з потужністю 313 л. с. при оборотах, рівних 6 тис. за хвилину, що розвиває крутний момент, рівний 335 Нм при 4600 оборотів за хвилину.

Виникнення несправностей у двигунів FE

Також як і інші двигуни, силові агрегати марки FE можуть бути схильні до поломок і дефектів, а також мати деякі недоліки:

Витоку моторного масла.
Шумний запуск силового агрегату.
Занижені обороти під час роботи на холостому ходу.

Витік мастильного матеріалу відбувається через масляну трубку, розташовану в мастильній системі VVTi. Проблема полягає у розтріскуванні гумової частини цієї деталі.

Щоб уникнути появи даного дефекту, потрібно замінити трубку масляної лінії, що складається з металевої та гумової частин, на деталь, виготовлену з цільного металу. Ця несправність стала причиною масового відкликання автомобілів фірми Тойота, вироблених до 2010 р..

Шум, що виробляється при запуску двигунів FE, 2GR FSE та ін. викликаний специфікою роботи муфт VVTi. Термін експлуатації двигунів GR від цього не зменшується. Щоб зменшити неприємні шумові ефекти, необхідно зробити заміну цих муфт.

Низькі обороти на холостому ходу усуваються при ретельному очищенні дросельної заслінки. Щоб уникнути цього дефекту, чистка повинна проводитися через кожні 50 000 км пробігу. У ці ж терміни потрібно міняти помпу, що закачує, котушки запалювання.

Ланцюг газорозподільного механізму витримує пробіг, що дорівнює 200 000 км. У силовому агрегаті 2GR FSE проблемою є п'ятий циліндр, який не встигає повністю охолонути, внаслідок чого з'являються задираки, що тягнуть за собою підвищене споживання машинного масла та поломки в блоці циліндрів, що не підлягають ремонту.

До непрямих недоліків можна віднести несправності, що викликає поперечне розташування двигуна:

знижується внутрішній ресурс трансмісії через високу віддачу силового агрегату;
ускладнений доступ до двигуна V-подібної конфігурації щодо деяких операцій.

Незважаючи на перелічені недоліки, експлуатаційний термін силових агрегатів FE досягає значень вище 300 000 кілометрів.

Для забезпечення тривалого ресурсу необхідно проводити систематичне обслуговування двигуна, контролювати працездатність системи охолодження, а також регулярну заміну моторного масла.

Усім, хто цікавиться автомобільною індустрією, обов'язково відомий японський виробник Toyota. Цей автоконцерн прославився не лише створенням якісних машин, а й серійним випуском відмінних та функціональних моторів. Знамениті з них агрегати серії «GR», представлені кількома поколіннями двигунів формації-V6. У сьогоднішньому матеріалі розглянемо 2,5 літрову формацію двигуна з цієї лінійки Toyota, зокрема установку 4GR-FSE. Про історію її створення, застосування, особливості, ремонт і багато іншого читайте нижче.

Пари слів про 4GR-FSE

Моторна лінійка «GR» від Toyota представлена 6-ма поколіннями різнотипних двигунів V6. Створенням даних моторів японці зайнялися на початку 21 століття, пустивши на конвеєр установки з:

литий алюмінієвою головкою блоку циліндрів (ГБЦ);
безпосереднім інжекторним упорскуванням палива;
кутом між поршнями 60 градусів;
наявністю кованих шатунів, поршнів, литого впускного колектора та надійних розподільних валів;
6 повноцінними циліндрами, на кожен з яких припадає 4 клапани.

Спочатку лінійка «GR» мала замінити інші 6-циліндрові установки на невеликих вантажівках і кросоверах. Однак з часом ці двигуни почали активно використовуватися і при виробництві легковиків.

Що стосується мотора, що розглядається сьогодні - 4GR-FSE, то він був відправлений на виробництво в 2003 році одночасно з запуском масштабного створення 3GR-ів. Відмінні характеристики 4-ого покоління GR-двигунів включають:

Найменші розміри порівняно з попередниками – 3GR-FSE;
Збільшена потужність;
Посилена конструкція.

Природно, нововведення у двигуна 4GR-FSE не були такими істотними, проте в загальному вигляді зуміли покращити концепт аналізованої моторної лінійки Toyota. Сьогодні ці мотори не прибрані з виробництва і активно застосовуються у створенні деяких моделей авто. Переважно складання 4GR-FSE здійснювалося на заводі японського автоконцерну в штаті Кентуккі США. Незважаючи на це, за належного бажання можна знайти і мотор, створений у самій Японії. Заради справедливості відзначимо, що між агрегатами різного складання особливих відмінностей немає, тому приділяти особливу увагу цьому моменту не варто.

Регламент обслуговування двигуна

Атмосферні двигуни 4GR-FSE не призначені для якісного тюнінгу, але мають високий ценз надійності. Практично всі експлуататори даних агрегатів позитивно відгукуються про їхню фортецю, звертаючи увагу на одночасно непоганий функціонал. Єдине, що слід зазначити – це важливість грамотного обслуговування двигуна. Завод-виробник ДВЗ 4GR-FSE рекомендує дотримуватись наступних заходів:

По-перше – завжди своєчасно та повною мірою проводити заміну мастила в порожнинах мотора. Яке масло лити у двигун? Будь-яке, що має допуск до використання на 4GR-FSE. Звичайно, потрібно використовувати тільки якісні продукти. Оптимальним варіантом стануть олії з маркуваннями 0W-30, 5W-30, 5W-40, повну зміну яких бажано проводити кожні 7000 кілометрів пробігу. Об'єм масляних каналів 6-циліндрового агрегату великий, близько 6,3 літрів. При заміні мастила лити потрібно близько 6-6,1 літрів, тому що її повного зливу досягти не вдасться. Крім моторної олії в 4GR-FSE, не можна забувати і про своєчасну зміну трансмісійної рідини. Норма цієї операції становить приблизно 50-60 000 кілометрів пробігу;
По-друге – з нормальною періодичністю реалізовувати зміну витрат двигуна. У конструкції 4GR-FSE такими вважаються:
- повітряні фільтри (міняти кожні 25-35 000 кілометрів пробігу);
- масляні фільтри (міняти кожні 10 000 кілометрів пробігу);
- деякі елементи системи охолодження та інших складових двигуна (помпа, прокладки та подібні деталі – заміна проводиться при необхідності або відповідно до мануала).
По-третє – перевіряти та змінювати свічки запалювання, а також основні елементи силової установки (ГБЦ, впускний/випускний колектори, маховики, розподільні вали, колінвали, елементи системи запалювання, ГРМ). Останні слід змінювати в міру зносу або згідно з профільними посібниками, а от свічки на 4GR-FSE змінюються кожні 40-50 000 кілометрів пробігу. Відмінно підійдуть будь-які якісні свічки, наприклад, від NGK або Bosch.

Мабуть, говорити про базові заходи, на кшталт регулювання клапанів або замір компресії — не варто. Реалізація цих заходів має проводитися, скажімо, за умовчанням кожні 10-20 000 кілометрів пробігу. Природно, при виявленні якихось несправностей слід усунути.

Часті несправності та їх ремонт

Вище була справедливо згадана надійність двигунів 4GR-FSE, яка, якщо судити з практики їх експлуатації, знаходиться на дуже пристойному рівні. Литі складові двигуна та його базис – поршні, шатуни, циліндри, виходять з ладу вкрай рідко. Єдине, що може більш-менш часто страждати в даному японському пристрої при його неправильному обслуговуванні - навісні елементи. До таких слід віднести:

Газорозподільний механізм (переважно – ремінь та ролики);
Прокладки різної формації (як правило, що знаходяться під головкою блоку циліндра);
Впускні та випускні колектори.

Інші деталі агрегатів 4GR-FSE практично не ламаються. Так, навіть щодо складна паливна система виходить з ладу нечасто, а ремонті не завдає особливих проблем власникам. Сказати, що двигун гне клапана, часто стукає і має подібні несправності, точно не можна і буде неправильно. За належного бажання відремонтувати двигун можна своїми руками, але, навіть враховуючи наявність великої кількості «ремонтної інформації», краще довіряти подібні процедури професіоналам.

Що стосується капітального ремонту двигунів 4GR-FSE, то він реалізується кожні 200-250 000 км пробігу. Своєчасний і, що найголовніше, якісний капремонт здатний збільшити термін служби двигуна до 600-800 000 кілометрів пробігу. Непогано, чи не так?

Тюнінг двигуна

Тюнінг двигунів 4GR-FSE за аналогією з іншими представниками цієї лінійки зазвичай не є раціональним. За своєю специфікою, агрегат, що розглядається, не має будь-яких передумов до будівництва чогось потужного. Апаратна модернізація – заміна деталей, «розкрутка» валів та подібні речі, не дасть суттєвих результатів, з'ївши багато коштів автовласника. Єдиним щодо розумним рішенням буде встановлення компресорного надува на мотор, тобто його якісне форсування. За належного підходу вийде:

добитися 300-320 кінських сил;
збільшити потужність та динаміку на «верхах»;
додати загальної бадьорості агрегату.

До речі, форсування такого роду не вимагає заміни стандартної поршневої групи та подібних модернізацій, що також дуже зручно для тюнінгів. Намагатися зібрати потужніший функціонал на базі 4GR-FSE не варто, тому що це буде вкрай складно або, швидше за все, зовсім неможливо. Для таких цілей можна використовувати, наприклад, 1JZ-GTE і подібні до нього двигуни.

Перелік автомобілів, що оснащуються 4GR-FSE

Як було зазначено раніше, спочатку двигуни 4GR-FSE були несильно спрямовані на установки в легкові моделі. Насправді ж, відразу після старту їхнього серійного виробництва, двигуни почали «пхати» у багато легковиків марки «Toyota». Широке застосування 4GR-FSE отримали на таких моделях як:

Toyota Crown (всіх варіацій, що виробляються з 2003 року);
Toyota Mark (варіацій, створених з 2004 року до теперішнього часу);
Lexus GS250 та IS250 (деякі моделі).

Завдяки зручному і продуманому концепту, мотори 4GR-FSE нескладно адаптувати під багато типів автомобілів. Нерідко ці установки зустрічаються на невеликих вантажівках та кросоверах.

Технічні відомості про силову установку

Резюмуючи огляд 4GR-FSE звернемо увагу на технічні характеристики двигуна. В цілому, представлені вони в одному можливому варіанті, тому що інших модифікацій мотор, що розглядається, не має. Опис базових параметрів 4GR-FSE відображено у таблиці:

Виробник	Toyota (завод Kentucky, USA)
Марка двигуна	4GR-FSE
Роки виробництва	2003-н.
ГБЦ	Алюміній
живлення	Безпосереднє упорскування, інжектор
Схема побудови (порядок роботи циліндрів)	V-подібний (V-6)
Кількість циліндрів (клапанів на циліндр)	6 (4)
Хід поршня, мм	77
Діаметр циліндра, мм	83
Ступінь стиску, бар	12
Об'єм двигуна, куб. см	2499
Потужність, л.с/об.хв	215/6400
Крутний момент, Нм/об.хв	260/3800
Паливо	Бензин, АІ-95
Екологічні норми	ЄВРО-4, ЄВРО-5
Вага двигуна, кг	—
Витрата палива на 100 км шляху - Місто

Двигуни серії GR вперше були представлені у 2003 році на внутрішньому японському ринку. Згодом вони замінили V-подібні шістки попередніх серій MZ та VZ, а також легендарні рядні шістки серій G та JZ. На початку 2010-х встановлювалися на моделі найрізноманітніших класів та компоновок - "C", "D", "E", вени, середньо- та повнорозмірні паркетники, середні та важкі джипи та пікапи. Оскільки їх складно віднести до "народних" моторів, то певний академічний інтерес вони представляють лише своїм різноманіттям.

Двигун	Робочий об'єм, см 3	Діаметр циліндра x Хід поршня, мм	Ступінь стиснення	Потужність, л.с.	Крутний момент, Нм	RON	маса, кг	EMS	Стандарт	Модель	Прим.
1GR-FE	3956	94.0 x 95.0	10.0	249 / 5200	380 / 3800	95	166	EFI-L	EEC	GRJ120	*1
			10.4	281 / 5600	387 / 4400	95	189	EFI-L	EEC	GRJ150	*2
			10.0	249 / 5200	380 / 3800	95	-	EFI-L	JIS	GRN215	*1
			10.4	276 / 5600	380 / 4400	91	-	EFI-L	JIS	GRJ151	*2
2GR-FE	3456	94.0 x 83.0	10.8	277 / 6200	346 / 4700	95	164	EFI-L	EEC	GSU35	-
2GR-FE	3456	94.0 x 83.0	10.8	280 / 6200	344 / 4700	95	-	EFI-L	JIS	GGH20	-
2GR-FKS	3456	94.0 x 83.0	11.8	278 / 6000	359 / 4600	91	-	D-4S	Tier2-B5	GRN300	-
			11.8	311 / 6600	380 / 4800	91	-	D-4S	-	GRL10	-
			11.8	295 / 6300	362 / 4700	91	-	D-4S	-	GYL25	-
2GR-FSE	3456	94.0 x 83.0	11.8	306 / 6400	375 / 4800	95	-	D-4S	SAE	GRS196	-
			11.8	315 / 6400	377 / 4800	95	-	D-4S	JIS	GRS184	-
			11.8	318 / 6400	380 / 4800	95	-	D-4S	JIS	GRX133	-
			11.8	296 / 6400	368 / 4800	95	-	D-4S+H	JIS	GWS204	-
2GR-FXE	3456	94.0 x 83.0	12.5	249 / 6000	317 / 4800	95	-	D-4S+H	JIS	GYL15	-
			12.5	249 / 6000	317 / 4800	95	-	D-4S+H	EEC	GYL15	-
			13.0	292 / 6000	352 / 4500	95	-	D-4S+H	EEC	GWL10	-
			13.0	295 / 6000	356 / 4500	95	-	D-4S+H	JIS	GWL10	-
2GR-FZE	3456	94.0 x 83.0	10.8	327 / 6400	400 / 4000	95	-	EFI-L	-	-	-
3GR-FE	2994	87.5 x 83.0	10.5	231 / 6200	300 / 4400	95	171	EFI-L	SAE	GRS190	-
3GR-FE	2994	87.5 x 83.0	10.5	227 / 6200	293 / 4400	-	-	EFI	CN	GRX131	*3
3GR-FSE	2994	87.5 x 83.0	11.8	248 / 6200	310 / 3500	95	-	D-4	SAE	GRS190	-
3GR-FSE	2994	87.5 x 83.0	11.5	256 / 6200	314 / 3600	95	-	D-4	JIS	GRS182	-
4GR-FSE	2499	83.0 x 77.0	12.0	208 / 6400	252 / 4800	95	180	D-4	EEC	GSE30	-
			12.0	215 / 6400	260 / 3800	95	-	D-4	JIS	GRS180	-
			12.0	203 / 6400	243 / 4800	91	-	D-4	JIS	GRS200	*2
5GR-FE	2497	87.5 x 69.2	10.0	193 / 6200	236 / 4400	-	-	EFI	CN	GRX132	*3
6GR-FE	3956	94.0 x 95.0	-	232 / 5000	345 / 4400	-	-	EFI	CN	GRB53	*3
7GR-FKS	3456	94.0 x 83.0	11.8	272 / 6000	365 / 4500	-	-	D-4S	CN	GRJ152	*3
8GR-FKS	3456	94.0 x 83.0	11.8	311 / 6600	380 / 4800	95	-	D-4S	-	-	-
8GR-FXS	3456	94.0 x 83.0	13.0	295 / 6600	350 / 5100	95	-	D-4S	-	-	-

*1 - ранні версії, *2 - пізні версії, *3 - китайський ринок

(4.0 EFI VVT) тип"04- поздовжнього розташування, з розподіленим упорскуванням, моно-VVT. Встановлювався на моделі: 4Runner 210, FJ Cruiser, Fortuner 50..150, Hilux 20..120, Hilux Surf 210, LC 200, LC 70, Prado 120, Tacoma 200, Tundra 30..50.

У литу кришку ланцюга приводу ГРМ вбудовані насос охолоджувальної рідини та масляний насос, відповідно, через кришку проходять канали олії та охолоджуючої рідини.

Масляний фільтр - "економічний" розбірний зі змінними картриджами, нижнього розташування (корпус вбудований у верхню частину піддону).

Для керування електровентиляторами застосовується окремий блок керування, який дозволяє регулювати швидкість в залежності від температури охолоджувальної рідини, тиску холодоагенту кондиціонера, швидкості автомобіля та частоти обертання коленвала.

Впуск та випуск

У верхній частині впускного колектора встановлені заслінки системи ACISз електроприводом, що змінюють ефективну довжину впускного тракту підвищення потужності. При низькій і середній частоті обертання і високому навантаженні клапан ACIS закритий, і ефективна довжина колектора впускного збільшується, в інших діапазонах клапан відкритий і ефективна довжина колектора мінімальна.

На впуску використовується пневмопривід AICV, що перекриває один із двох каналів між повітрозабірником та фільтром. При низькій і середній частоті обертання клапан перекриває один з каналів, повітря проходить до фільтра через менший отвір, що допомагає резонатору знизити шум на впуску. На високих оборотах та при значному відкритті дросельної заслінки обидва канали відкриваються, підвищуючи ефективність впуску.

На деяких моделях в глушнику знаходиться механічний клапан, що регулює потік газів, що відпрацювали. При низькій частоті обертання закритий клапан сприяє зниженню шуму, при високих обертах він відкривається, зменшуючи протитиск на випуску.

Система упорскування палива (EFI)

Упорскування палива - розподілене. У нормальних умовах - секвентальний, один раз за цикл для кожного циліндра, при низькій температурі та малих обертах може виконуватися групове упорскування. Паливна магістраль – без лінії повернення, демпфер пульсацій тиску – зовнішній на паливному колекторі (на деяких версіях додатковий демпфер може встановлюватись у магістралі перед трубкою підведення палива до колектора), сам колектор виготовлений із пластику. Швидкість паливного насоса регулюється ЕБУ за допомогою резистора та реле. Адсорбер системи уловлювання парів палива (EVAP) встановлено біля паливного бака.

Датчик положення педалі акселератора - безконтактний двоканальний, ефект Холла. Датчики положення розподільних валів - магніторезистивні (на відміну від індуктивних забезпечують на виході цифровий сигнал і справно працюють при низькій частоті обертання). Датчики детонації - плоскі п'єзоелектричні широкосмугові, встановлені на кожному напівблоці в зоні середнього циліндра. Датчик масової витрати повітря (MAF) типу "hot wire", суміщений із датчиком температури повітря на впуску. Перший кисневий датчик для кожного напівблоку – планарний (плоский) датчик складу суміші (AFS), датчик за каталізатором – звичайний кисневий.

Для зниження вібрацій на 2GR-FE використовується активна передня опора двигуна (функціонує за частоти обертання менше 900 об/хв). Електропневмоклапан по команді блоку подає розрідження до опори, змінюючи тиск повітряної камери. Діафрагма вібрує та через рідину передає вібрацію на гумову частину. Вібрація опори компенсує вібрацію двигуна на холостому ході. Створення потрібної частоти вібрацій регулюється підбором жиклерів та відвідним вакуумним шлангом.

Електроустаткування

Система запалювання – DIS-6 (окрема котушка запалювання на кожен циліндр). Свічки запалювання "іридієві" (Denso FK20HR11 - центральний електрод з іридієвого сплаву, платиновий контакт на бічному електроді), з подовженою різьбовою частиною (завдяки цьому можна розширити канал охолодження в головці та покращити тепловідведення).

Генератор - з подвійною сегментною обмоткою та обгінною муфтою в шківі (струм віддачі 100/130А). Подвійна обмотка (два набори трифазних обмоток зі зсувом 30°) дозволяє знизити електричні перешкоди і зменшити шум зі збільшенням навантаження на генератора. Обгінна муфта з пружиною, розташована між внутрішньою і зовнішньою частинами шківа, передає момент, що крутить, тільки в напрямку обертання коленвала, знижуючи навантаження на приводний ремінь.

Стартер - нового зразка (потужністю 1.7 кВт), з планетарним редуктором та сегментною обмоткою якоря, замість обмотки збудження встановлюються постійні та інтерполяційні магніти.

Привід навісних агрегатів – єдиним ременем, з автоматичним пружинним натягувачем.

Практика

З досвіду експлуатації та даних виробника можна виділити низку характерних несправностей 2GR-FE.

Слід зазначити, що у випадках, коли розрив трубки відбувався на ходу і втрата олії визначалася тільки по включенню індикатора аварійного тиску, двигун встигав деякий час опрацювати в умовах масляного голодування, що згодом призводило до серйозних механічних проблем - провороту шатунних вкладишів, пошкодження ліжок. Цю обставину варто враховувати для будь-яких автомобілів з 2GR-FE, випущених із заводу з трубкою старого зразка - оскільки історія експлуатації та обставини можливих замін невідомі, всі вони відносяться до групи ризику.

. Як і на всіх сучасних тойотівських двигунах - стандартна проблема з течією і шумом насоса рідини, що охолоджує, який простіше відразу відносити до розхідників.
. Вихід із ладу котушок запалювання (до 2010, 90919-02251) - виробником наказувалася гарантійна заміна на котушки нового зразка.
. Шум в області кришки головки при запуску та можливі помилки, що відносяться до фаз газорозподілу - виробником наказувалася складна процедура заміни елементів ГРМ від зірочок до розподільних валів та ліжок у зборі. Проблеми із зірочками VVT виявилися характерними практично для всієї серії GR.
. Помилки, пов'язані з керуючими клапанами VVT (до 2011) - наказувалася гарантійна заміна несправних клапанів.
. Проблеми та помилки по системі керування частотою обертання холостого ходу (до 2010) – наказувалася гарантійна заміна корпусу дросельної заслінки у зборі.
. Несправність обгінної муфти у шківі генератора (до 2012) – встановлення нових шківів (загальна хвороба всієї серії GR).
. Течія шлангів маслоохолоджувача (до 2012, 15767-31010).

. Течія масла по стиках ГБЦ (до 2007) - заміна корпусів розподільчих валів на модифіковані.
. Проблеми з повторним запуском за низьких температур (деякі моделі до 2013) - заміна монтажного блоку.
. Проблеми із резистором паливного насоса (деякі моделі до 2007).

Непрямі недоліки, не пов'язані з надійністю двигуна:
. Як і для більшості моделей з поперечним розташуванням силового агрегату, занадто висока віддача двигуна обертається зниженням ресурсу трансмісії (як у разі горезвісної коробки U660).
. При поперечному компонуванні доступ до V-подібного двигуна відчутно утруднений, для багатьох операцій потрібна підрозбірка "впуску", зони щита моторного відсіку, а в деяких моделей - і вивішування двигуна.

- Головки блоку традиційні - без єдиного корпусу розподільних валів, без гідрокомпенсаторів у приводі клапанів (використані регулювальні штовхачі).

У системі мастила фільтр встановлений у верхній частині двигуна на штатному охолоджувачі.

Дещо незвичайні підвищені вимоги до октанового числа навіть на версіях для японського ринку (Regular - тільки на північноамериканському).
- На деяких моделях може використовуватися додатковий паливний бак, проте тут реалізується схема із простим ежекційним насосом, однією загальною горловиною, без системи перемикання та двох електронасосів.
- Для регулювання продуктивності паливного насоса (3 швидкості роботи) впроваджено окремий електронний блок керування.
- Паливна система з лінією повернення, вакуумний регулятор тиску палива на впускному колекторі.

Свічки з подовженою різьбовою частиною, але із звичайних матеріалів (Denso K20HR-U11, NGK LFR6C-11).
- Стартери як більш сучасні з планетарним редуктором та сегментною обмоткою якоря, так і потужніші (2 кВт) традиційні з редуктором (для регіонів з холодним кліматом).

Другий варіант (тип "2009) виявився вже конструктивно близьким іншим моторам GR. З'явилися регульовані фази на випуску (межі зміни склали 40° для впуску і 35° для випуску), ліжка распредвалов, проставка в сорочці охолодження, компактніші стали поршні, спростилися колінвал, двигуном, що стали застосовуватися більш просунуті свічки (Denso SK20HR11), з'явилася система подачі повітря на випуск.

Практика

Відсутність зайвих гумових елементів у системі мастила та спрощений привід ГРМ автоматично означали відсутність відповідних проблем, характерних для 2GR-FE. Хороший ресурс показує ланцюг ГРМ. Поширені стуки в моторному відсіку зазвичай виявляються штатним звуком роботи електропневмоклапанів (EVAP) та форсунок.
. Найчастіше відзначалися другорядні дефекти - течі олії з-під кришки приводу ГРМ, питання до помпи, несправності щодо систем зниження токсичності (кисневі датчики, система уловлювання парів палива).
. Непоодинокі випадки руйнування свічок запалювання через порушення моменту їх затягування.

Передні опори гідронаповнені, активні опори не використовуються.
- Масляний фільтр встановлений спереду горизонтально, на кронштейні верхньої частини піддону (піддон має характерну для двигунів поздовжнього розташування форму). Встановлено датчик рівня масла (кінцевий вимикач із поплавком) - якщо низький рівень зберігається більше 40 секунд, то система керування включає індикатор на комбінації приладів.

Паливна магістраль - з лінією повернення регулятор тиску вбудований в модуль паливного насоса.

ETCS підтримує функціонування у режимі SNOW, демпфуючи відгук на натискання педалі акселератора.
- Свічки запалювання - іридієві, з одним бічним електродом (Denso FK20HR11/NGK ILFR6D11).

- Поршні з характерною формою днища розрізняються для лівого та правого напівблоків.

Упорскування палива - безпосереднє, в камеру згоряння, синхронізується з фазами (положенням поршня). Паливо надходить від насоса в баку до ТНВД, де його тиск збільшується (до 4..13 МПа), звідти паливний колектор і, нарешті, впорскується форсунками в циліндри.

Режими роботи . Двигун може функціонувати у двох основних режимах:
- режим однорідної / гомогенної суміші - паливо впорскується на такті впуску і в циліндрі утворюється в основному однорідна паливоповітряна суміш. За рахунок охолодження повітря, що всмоктується при випаровуванні палива, підвищується наповнення циліндра.

A - впуск / упорскування, B - стиск, C - запалення, D - згоряння

- Режим пошарового сумішоутворення - паливо впорскується на такті стиснення в напрямку поршня, відбивається від його виїмки, активно диспергується та випаровується, прямуючи до зони свічки запалювання. Хоча в основному об'ємі камери згоряння суміш збіднена, але заряд у районі свічки достатньо збагачений, щоб спалахнути від іскри та підпалити решту суміші. Збіднена суміш в іншому обсязі має набагато меншу схильність до детонації, ніж стехіометрична, що дозволяє підвищити ступінь стиснення, збільшивши момент, що крутить. За рахунок того, що при впорскуванні та випаровуванні палива повітряний заряд у циліндрі охолоджується, додатково знижується ймовірність виникнення детонації. Цей режим використовується після холодного запуску двигуна для прискорення нейтралізатора.

ТНВД . Одноплунжерний, з дозуючим та зворотним клапаном, а також з демпфером пульсацій тиску на вході в контурі низького тиску. Встановлений у задній частині клапанної кришки правої головки та наводиться кулачком, розташованим на випускному розподільчому валу. Між паливним насосом та клапанною кришкою встановлена теплоізолююча проставка, що зменшує нагрівання насоса.

Під час впуску плунжер опускається і всмоктує паливо в нагнітальну камеру.
- На початку ходу стиснення частина палива повертається назад, поки клапан, що дозує, відкритий (таким чином встановлюється необхідний тиск палива в межах 4..13 МПа).
- У кінці ходу стиснення дозуючий клапан закривається і паливо під високим тиском через зворотний клапан, що відкривається, нагнітається в паливний колектор.
- При пуску двигуна відкривається дозуючий клапан і паливо подається безпосередньо в колектор під тиском регулятора (400 кПа).

Підсилювач форсунок (EDU) . Форсунки керуються через окремий підсилювач, який перетворює сигнал від блоку управління високовольтний сигнал на форсунки, забезпечуючи максимальну точність і швидкодію. Після відкриття форсунка утримується у відкритому стані сигналом низької напруги.

Привід SCV . Між головкою блоку та впускним колектором знаходиться блок заслінок SCV, які перекривають один із двох впускних каналів, що підходять до кожного циліндра, залежно від умов роботи двигуна. Привід заслінок здійснюється від електродвигуна через механізм тяг.

При низьких оборотах та низькому навантаженні, низькій температурі охолоджуючої рідини SCV закритий, повітря надходить через один порт, швидкість потоку збільшується, покращується процес та повнота згоряння.
- При високих навантаженнях SCV відкривається, повітря надходить через обидва порти, збільшується наповнення циліндрів, у камері згоряння створюється вертикальний вихор, покращується сумішоутворення.

Велика перевага системи D-4 на двигунах серії GR - відсутність системи рециркуляції газів, що відпрацювали (EGR).

Свічки запалювання . "Іридієві" (Denso FK20HBR11 / NGK ILFR6D11T) - крім електрода з платиновим контактом, додаються ще два бічні електроди.

Практика

Як і зазвичай для Toyota, впровадження нових технічних рішень спричинило ряд різноманітних "дитячих хвороб", особливо в порівнянні з відпрацьованими серіями JZ і MZ.

З часу сумнозвісного першого двигуна D-4 пройшло достатньо часу, щоб компанія змогла знайти правильні рішення - і дійсно, система управління та живлення проблем доставляють не більше, ніж на двигунах з розподіленим упорскуванням. А відсутність EGR значно зменшила проблеми із закоксовуванням впускного колектора та всіх рухомих елементів на впуску.
Крім стандартних питань щодо системи уловлювання парів палива (модуля адсорбера), серед специфічних дефектів можна відзначити два.
. Проблеми з датчиками складу суміші (AFS) та кисневими датчиками - не рекомендується довгий час їздити з помилкою перезбагаченої суміші (виробник вважає, що при цьому в олію потрапляє надмірна кількість бензину).
. Серія відгукних компаній: за корозією алюмінієвих компонентів паливної системи - внутрішня корозія і коливання тиску могли призводити до руйнування по зварюванню або до появи тріщин і витоку палива (на внутрішньому ринку до 2005, на зовнішньому до 2008 р.в.), за браком кільцевих утеплень. 5), по датчику тиску, що мимоволі викручується, в колекторі (японський ринок 2007-2009).

З механічною частиною справи були гірші:
. Течія масла по стиках корпусів розподільних валів (до 2008) не заслуговує на особливу увагу.
. Тріск у приводі ГРМ після запуску - хронічна хвороба, яку щороку намагалися виправити випуском чергових модифікацій впускних зірочок VVT (наприклад - 13050-31071, 31081, 31120, 31161, 31162, 31). Причому японці самі нагнітали обстановку, повідомивши про можливість мимовільного викручування від вібрації болтів кріплення муфти VVT з подальшим її "розбиранням" на ходу і заклинюванням двигуна.
. Великі відгукні кампанії по шлюбу пружин клапанів - нібито сторонні включення в матеріалі призводять до ослаблення або руйнування пружин, що проявляється у вигляді шуму при роботі, перебоїв та зупинки двигуна на ходу (4GR-FSE 2005-2008, 2GR-FSE 2007-2008, 2...

. Найбільш дорогі проблеми також знайшли відображення в сервісних компаніях (4GR-FSE до 2010, 3GR-FSE до 2006 - за розширеною 9-річною гарантією): при пропусках займання, нестійкій роботі при прогріві або на холостому ході, витраті масла більше 500 мл/1000 і повторно встановлюючи старі), поршневих кілець, клапанних пружин і тарілок старого зразка, гідрокомпенсаторів, при необхідності - клапанів з направляючими, з очищенням від нагару всіх відповідних елементів ГБЦ і ЦПГ. Накопичений у світі досвід експлуатації змушує вважати високу витрату масла родовою рисою всіх #GR-FSE, причому чад у межах 200-300 мл / 1000 км вважається нормальним навіть для моторів з невеликим пробігом, тоді як активні заходи починають вживати при чаді в 600-800 мл на тисячу.

Система упорскування палива (D-4S)

Упорскування палива - змішане: безпосереднє в камеру згоряння і розподілене у впускний канал. При малих і середніх навантаженнях і низьких оборотах використовується змішане упорскування - використання однорідної суміші підвищує стійкість процесу згоряння та зменшує викиди. При великому навантаженні використовується безпосереднє упорскування палива - випаровування палива в циліндрі покращує масове наповнення циліндрів і зменшує схильність до детонації, що дозволяє збільшити ступінь стиснення.

Режими роботи .
- Режим пошарового сумішоутворення. Паливо подається до впускного каналу на такті випуску. На такті впуску після відкриття клапанів циліндр надходить однорідна суміш. В кінці такту стиснення додаткове паливо подається безпосередньо в циліндр забезпечуючи збагачення в зоні свічки запалювання. Це полегшує початкове займання, яке потім поширюється на заряд збідненої суміші в іншому об'ємі камери згоряння. Цей режим використовується після холодного запуску двигуна для можливості зменшення кута випередження запалення, збільшення температури газів, що відпрацювали, і прискорення прогріву нейтралізатора.

- Режим однорідної/гомогенної суміші. Паливо подається до впускного каналу на такті випуску. На такті впуску після відкриття клапанів в циліндр надходить однорідна суміш, додаткове паливо впорскується безпосередньо в циліндр і за рахунок турбулізації рівномірно перемішується з зарядом, що надходить. Відбувається стиск однорідної паливоповітряної суміші і потім її займання. За рахунок охолодження повітря при випаровуванні впораненого палива, підвищується масове наповнення циліндра.

Для розподіленого упорскування (під низьким тиском) використовується традиційна магістраль без лінії повернення зі звичайними форсунками.

З відмінностей щодо паливної системи:
- Збільшений діапазон робочого тиску 2..20 МПа
- модифікований насос із роликовим штовхачем

Відсутність зовнішніх демпферів пульсацій
- клапан скидання тиску вбудований у ТНВД