Двигатель 1AZ-FE: устройство, характеристики, ремонт и обслуживание силовой установки от Toyota

Бензиновый двигатель 1AZ-FE ознаменовал переход компании Toyota на моторы с широким использованием алюминия. Силовой агрегат использовался на легковых автомобилях. За годы производства претерпел несколько модернизаций. Двигатель 1AZ-FE оказался достаточно надежным и часто встречается на вторичном рынке.

Основные сведения о двигателе 1AZ-FE

Двигатель 1AZ-FE начали выпускать в 2000 г. Он стал применяться на ряде моделей легковых автомобилей и кроссоверов марки Toyota. Агрегат была рассчитан на поперечную схему монтажа. Были версии для работы с автоматической или механической коробкой передач.

Для улучшения параметров на 1AZ-FE внедрили систему непрерывной корректировки фаз газораспределения для клапанов впуска топливной смеси. Существовала модификация FSE с системой прямого впрыска, ориентированная на потребителей из Японии.

Двигатель 1AZ-FE
Двигатель 1AZ-FE

Конструкция

Для изготовления рядного 4-цилиндрового блока 1AZ-FE использован алюминий. Внутри установлена чугунная вставка, образующая зеркала. Вынуть гильзы без резки блока невозможно.

Блок состоит из двух секций, соединенных болтами. Заводской номер нанесен на боковой части ближе к колоколу сцепления. Коленчатый вал имеет 5 опор, вращается на подшипниках скольжения.

Головка блока цилиндров 1AZ-FE отлита из магний-алюминиевого сплава и крепится на блоке анкерными болтами через прокладку. Внутри блока и головки имеются протоки для прохода антифриза. Для снижения веса и себестоимости двигателя использован впускной коллектор из ударопрочного пластика. Для привода внешнего оборудования и помпы системы охлаждения применен единый поликлиновый ремень с натяжным роликом-автоматом.

Двигатель оснащен компактным стартером с планетарным редуктором и генератором со сниженным потреблением мощности. Электрические и электронные компоненты поддерживают диагностику. При поломке в памяти блока управления записываются ошибки в виде кодов. Контроллер получил 32-разрядный процессор с повышенной производительностью.

Блок цилиндров из алюминия
Блок цилиндров из алюминия

Технические характеристики

Параметры агрегата 1AZ-FE:

  • рабочий объем – 1998 см³;
  • диаметр цилиндра и ход поршня – 86,0х86,0 мм;
  • степень сжатия – 9,8 единиц;
  • номинальная мощность – 150 сил при 6000 об/мин;
  • максимальный крутящий момент – 192 Н*м при 4000 об/мин;
  • выброс углекислого газа – не менее 195 г/км;
  • порядок работы свечей – 1-3-4-2;
  • вес двигателя с навесным оборудованием, маслом и антифризом – не менее 131 кг.

На ряде автомобилей ставились модификации 1AZ-FE мощностью 147, 148 или 152 силы. Момент варьировался в диапазоне от 190 до 194 Н*м. Параметры определялись прошивкой блока управления. Мотор мог устанавливаться на автомобилях с передними ведущими колесами или полным приводом.

Расход топлива

Двигатель 1AZ-FE рассчитан на эксплуатацию на неэтилированном бензине А-95.

Применение А-92 не рекомендовано. На расход горючего влияют техническое состояние автомобиля, погодные условия, режим движения и ряд других факторов.

В таблице представлены заводские значения. Расход при реальных условиях эксплуатации выше на 1-2 л на 100 км пути.

АвтомобильТрансмиссияГородШоссе (при 90 км/ч)Смешанный цикл
Camry XV50АКПП, передний привод11,46,58,3
RAV4 XA20МКПП, полный привод11,47,38,8
RAV4 XA30АКПП, полный привод11,67,49,0

Описание особенностей силового агрегата

Двигатель 1AZ-FE не содержал никаких инновационных решений. Концерн Toyota только развил ранее опробованные идеи. Применение алюминиевого блока не предусматривало проведение капитального ремонта, но впоследствии мастерские освоили технологию расточки и установки новых тонкостенных гильз, что позволяет продлить срок службы двигателя 1AZ-FE.

Оригинальные решения в конструкции двигателя 1AZ-FE:

  • использование стальной многослойной прокладки ГБЦ с поясками по периметру цилиндров для повышения герметичности;
  • нисходящий канал подачи топливной смеси для улучшения наполнения цилиндров;
  • наличие отверстий внутри блока для циркуляции картерных газов при работе;
  • ребристые внешние поверхности гильз для улучшения теплообмена;
  • использование для крепления шатунных крышек болтов, затянутых до предела текучести;
  • подача масла для работы муфты регулятора фаз осуществляется через канал внутри распределительного вала впускных клапанов;
  • для увеличения ресурса цепи имеется форсунка для подачи масла;
  • в конструкции натяжителя цепи предусмотрен храповик для защиты от обратного хода;
  • система охлаждения в блоке имеет каналы для разворота потока на 180⁰;
  • предусмотрена система подогрева антифризом корпуса дросселя;
  • выпускной коллектор изготовлен из нержавеющей стали, позволяющей ускорить прогрев нейтрализатора.

Блок цилиндров

В верхней отливке блока 1AZ-FE имеется посадочное гнездо для крыльчатки водяного насоса. На боковине выполнено отверстие для подключения корпуса термостата и соединенного с ним патрубка отвода горячего антифриза к радиатору.

Кронштейны для установки компрессора кондиционера и фильтра системы смазки выполнены в виде приливов на теле деталей блока 1AZ-FE.

Устройство ГБЦ

В головке 1AZ-FE расположены постели распределительных валов и 16 клапанов. Каналы впуска воздуха и выброса отработавших газов разнесены по боковинам головки, обеспечивая улучшение продувки и наполнения цилиндров. Клапанный механизм закрыт декоративной крышкой.

Внутри головки имеются дополнительные каналы для интенсивного охлаждения зон около клапанов выпуска отработавших газов. Камеры сгорания шатрового типа с центральным расположением электродов свечей. На днище поршней 1AZ-FE имеется небольшой клин, выступ ускоряет отвод продуктов сгорания.

ГБЦ Тойота
ГБЦ Тойота

Устройство, работа и привод ГРМ

Крутящий момент от коленчатого вала передается к механизму ГРМ пластинчатой цепью с башмаком успокоителя и гидравлическим автоматическим натяжителем с защелкой для защиты от обратного хода.

В приводе клапанов 1AZ-FE отсутствуют гидрокомпенсаторы. Зазор меняется при помощи сменных толкателей. Производители предлагают толкатели толщиной от 5,06 до 5,74 мм с шагом 0,02 мм (всего 35 вариантов размеров).

Принцип работы газораспределительного механизма на 1AZ-FE не отличается оригинальностью. Криволинейная поверхность кулачков обеспечивает плавное открытие и закрытие клапанов. В приводе клапана имеется пружина обратного хода. Детали постоянно смазываются моторным маслом, обеспечивающим дополнительное охлаждение.

Цепь ГРМ 1zz-Fe
Цепь ГРМ

Назначение и принцип работы системы VVT-i

Двигатель 1AZ-FE оснащен системой изменения фаз газораспределения с гидравлической муфтой для распредвала впуска. При работе двигателя происходит постоянное изменение положения распределительного вала, регулятор работает по сигналам от блока управления мотором. Подача и отвод масла из муфты регулируется электромагнитным клапаном с золотником.

Для изменения положения распределительного вала используется ротор. Внешняя часть муфты соединена с цепным приводом. При выключении мотора муфта устанавливается в положение максимально позднего закрытия клапанов. Имеется защитный штифт, удерживающий ротор в фиксированном положении при недостаточном давлении масла (например, сразу после запуска двигателя 1AZ-FE).

Конструкция ШПГ

Алюминиевые поршни 1AZ-FE имеют рудиментарную юбку со специальным противоизносным покрытием на полимерной основе. Ось поршневых пальцев смещена относительно оси коленвала, обеспечивая снижение нагрузки на детали поршневой группы и гильзы.

Шатуны изготовлены по технологии спекания стальной пудры под высоким давлением с последующим программируемым отрывом крышки опоры от основного тела шатуна.

Коленчатый вал и поршневая группа
Коленчатый вал и поршневая группа

Система смазки

Двигатель 1AZ-FE снабжен системой смазки с принудительной подачей масла, но часть деталей смазывается разбрызгиванием. Запас масла находится в штампованном поддоне с пробкой для слива, в системе предусмотрен сменный фильтр.

Для привода насоса использована короткая цепь с гидравлическим натяжителем (успокоитель не предусмотрен). Форсунки для подачи масла на внутреннюю часть поршней на 2-литровом двигателе не предусмотрены.

Масляный фильтр Тойота
Масляный фильтр Тойота

Управление дроссельной заслонкой

Дроссель 1AZ-FE оснащен электрическим двигателем (часть ETCSI), корректирующим положение заслонки в зависимости от положения педали газа. Выставление заслонки производится блоком управления двигателя, который учитывает условия работы мотора, включенную передачу и положение педали акселератора.

Использование электронного дросселя позволило снизить расход топлива и выброс вредных веществ в атмосферу. Электроника дала возможность реализовать противопробуксовочную систему TRC и улучшила работу круиз-контроля.

Дроссельная заслонка
Дроссельная заслонка

Система подачи горючего

1AZ-FE оборудован системой распределенного впрыска бензина EFI с форсунками в коллекторе впуска. Длительность и интенсивность распыла определяются электронным блоком управления. Предусмотрен специальный алгоритм работы для старта при низкой температуре окружающего воздуха (контроллер автоматически определяет параметры, вмешательство водителя не требуется).

Для подачи бензина внутри бака автомобиля установлен насос с электрическим приводом и фильтром. Система слива излишков топлива не предусмотрена.

Бензонасос
Бензонасос

Система зажигания

1AZ-FE оснащен индивидуальными катушками зажигания, расположенными в колодцах свечей. Питание подается при помощи общего для катушек и форсунок жгута проводки, соединенного с блоком управления. Электроника автоматически меняет угол опережения зажигания.

Для 1AZ-FE необходимы свечи с иридиевым покрытием электродов.

Катушка зажигания
Катушка зажигания

Экологическое оборудование

Двигатель 1AZ-FE с системой газораспределения DOHC оснащен каталитическим нейтрализатором и датчиками кислорода для отслеживания состава выхлопных газов. Предусмотрены системы улавливания паров топлива.

На моторах для рынка Японии установлена система рециркуляции отработавших газов с клапаном EGR, позволившая довести двигатель практически до стандарта Евро 5, но по сертификационным документам 1AZ-FE и его модификации удовлетворяют Евро-3 или Евро-4 (в зависимости от года выпуска).

Отзывы на мотор 1AZ-FE, его плюсы и минусы

Отзывы от автовладельцев помогут сформировать общее представление о рассматриваемом двигателе:

Александр, 48 лет, Санкт-Петербург: «Являюсь владельцем RAV4 III поколения с автоматической коробкой и двигателем 1AZ-FE 2000CC 16 Valve. Машина собрана в 2012 году, пробег составляет 280 тыс. км. Обслуживаю в неофициальном «клубном» сервисе Toyota, запчасти использую или оригинальные, или рекомендованные мастером. Меняли цепь привода ГРМ и масляного насоса, расход масла около 150 мл на 1000 км».

Олег, 51 год, Вологда: «Несколько лет проездил на Toyota Picnic с двигателем 1AZ-FSE. Мотор достаточно требователен к качеству топлива, необходима периодическая регулировка зазоров клапанов. Одина раз была проблема с насосом высокого давления, который вышел из строя из-за грязи в бензине. Не могу сказать, что двигатель экономичен, расход в городе был от 12 до 14 л на 100 км. На трассе укладывался в 8 л только при спокойном ритме движения».

Преимущества двигателя 1AZ-FE :

распространенность на вторичном рынке;
широкий ассортимент запасных частей;
возможность самостоятельного обслуживания.

Недостатки мотора , указанные в отзывах или на форумах владельцев машин с 1AZ-FE:

прогрессирующий расход масла на большинстве моторов;
небольшой ресурс цепного привода (не более 200 тыс. км);
срыв резьбы болтов крепления головки (встречается на двигателях сборки до 2006 г.).

Модификации ДВС

Помимо базовой версии 1AZ-FE производилась модификация 1AZ-FSE с системой прямого впрыска бензина и повышенной до 10,5 или 11 единиц степенью сжатия. Мощность при 5700-6000 об/мин составляла 147 или 155 сил, пиковый крутящий момент вырос до 200 Н*м (достигался при тех же 4000 об/мин).

Мотор ставился на моделях для внутреннего рынка Японии (например, втором поколении SUV RAV4 или Isis I генерации). Двигатель 2AZ-FE имеет схожую конструкцию, но отличается увеличенным до 2,362 л рабочим объемом и не является прямой модификацией 1AZ-FE.

Двигатель 2AZ-FE
Двигатель 2AZ-FE

Для ряда рынков предлагалась модификация 1AZ-FE LG с возможностью эксплуатации на газу. Мощность снижена до 139 сил при 5600 об/мин, а момент не превышает 190 Н*м при 4000 об/мин. Модификация практически не встречается на территории России.

На какие автомобили устанавливался двигатель 1AZ-FE

Двигатели 1AZ-FE или 1AZ-FSE встречаются на автомобилях:

  • Toyota Avensis Verso II поколения выпуска с 2001 по 2009 гг.;
  • Toyota Camry выпуска до 2014 г. (кузова XV30, XV40 и XV50);
  • Toyota Picnic с кузовом XM20;
  • Toyota RAV4 II и III поколений (выпуск с весны 2000 г. по начало 2013 г.).
  • Toyota Isis с кузовом AM10 (модель для внутреннего рынка Японии);
  • Toyota Noah выпуска с 2002 по 2007 гг. (только для внутреннего рынка Японии);
  • Toyota Opa, Caldina и Gaia (модели для Японии).

Тюнинг и доработка двигателя

Атмосферный двигатель 1AZ-FE мало приспособлен для доработки. Форсировать мотор можно путем использования модифицированной прошивки или установки турбины.

Двигатели 1AZ-FE и 1AZ-FSE часто дорабатывалась на территории Японии с использованием наборов деталей, выпускаемых гоночным подразделением Toyota Racing Development.

В теории, 1AZ-FE можно переделать в 2,4-литровую версию 2AZ-FE. Но экономически подобное переоборудование лишено смысла – проще купить готовый двигатель 2AZ-FE на разборке.

Чип-тюнинг

Самый простой способ увеличения мощности – установка другой прошивки в блок управления с изменением алгоритмов подачи топлива и работы регулятора фаз. Прирост мощности составит от 3 до 5 сил, несколько улучшится поведение двигателя 1AZ-FE на низких оборотах.

Компрессор

Компания TRD выпускала наборы для улучшения характеристик 2AZ-FE, которые можно применить и на 2-литровой модели. Помимо турбины в комплект входят интеркулер, регулятор давления. Также необходимо снизить степень сжатия путем установки толстой прокладки, подобрать и отстроить прошивку, модифицировать систему выпуска. Мощность повысится до 180-200 сил с одновременным снижением ресурса.

Компрессор Кит от TRD
Компрессор Кит от TRD

Регламент обслуживания ДВС 1AZ-FE

Мотор 1AZ-FE требует обслуживания через 7-10 тыс. км (определяется условиями эксплуатации). Цепной привод ГРМ выдерживает до 200 тыс. км, хотя завод не регламентировал срок службы цепи.

Настройка зазоров клапанов путем подбора толкателей требуется через 90-100 тыс. км, свечи зажигания выдерживают до 50 тыс. км.

Оригинальный антифриз Toyota рассчитан на 5 лет использования или 80 тыс. км пробега. Ремень внешних агрегатов выдерживает от 40 до 100 тыс. км.

Характеристики масла для двигателя и его расход

Для двигателя 1AZ-FE подходят моторные масла, соответствующие API не ниже SL (вязкость из ряда 5W-30, 10W-30, 15W-40 или 20W-50 – в зависимости от условий эксплуатации). Объем при замене составляет 4,2 л (вместе с фильтром). Для контроля уровня используется стержневой щуп.

Допустимый расход масла – до 1000 мл на 1000 км пробега. При дальнейшем увеличении требуется ремонт мотора.

Неисправности и ремонт силовой установки

Официальный ресурс двигателя 1AZ-FE неизвестен. На вторичном рынке встречаются моторы с пробегом свыше 350 тыс. км, сохранившие заводские вкладыши коленчатого вала и поршневую группу.

Многие поломки, возникающие в процессе эксплуатации мотора 1AZ-FE, можно устранить своими силами или в небольшом сервисе. Для выполнения работ потребуются набор слесарного инструмента и инструкции по ремонту и обслуживанию автомобиля с мотором 1AZ-FE или 2AZ-FE.

Например, для замены помпы на 1AZ-FE необходимо:

  1. Демонтировать расширительный бачок, предварительно слив антифриз из системы охлаждения.
  2. Повернуть ключом ролик натяжителя и снять ремень, а затем отвернуть крепления генератора.
  3. Открутить болты крепления старого насоса и вынуть узел из посадочного гнезда.
  4. Очистить кромки от следов герметика или старой прокладки.
  5. Установить насос на место, закрепить генератор и расширительный бачок.
  6. Смонтировать ремень привода навесного оборудования и заполнить систему охлаждения антифризом. В ролике подробнее показан процесс ремонта баз вывешивания двигателя 1AZ-FE

Срыв резьбы на шпильках ГБЦ

Проблема встречалась до 2006 г., затем производитель изменил конструкцию блока 1AZ-FE. При срыве резьбы в отверстиях начинается течь антифриза (по блоку, в двигатель или в выпускной коллектор), что приводит к перегреву и короблению головки.

При обнаружении дефекта придется менять блок на модернизированный узел либо ставить в отверстия ремонтные втулки с резьбой. Проблема носила массовый характер до 2010 г.

Вибрация на холостых

Двигатель 1AZ-FE всегда немного дрожит на холостом ходу, но при проседании оборотов до 600 об/мин и ниже вибрация усиливается. Устранить недостаток невозможно, но промывка системы подачи топлива и установка новых опор в ряде случае снижают вибрацию (в тех случаях, когда неисправные детали ее усиливали).

Засорение впускного коллектора

На моторах с системой рециркуляции отработавших газов встречается проблема загрязнения вихревых заслонок впускного коллектора отложениями масла. Для чистки необходимо снять коллектор, налет убирают жесткой щеткой, добиваясь восстановления подвижности заслонок. Можно удалить загрязнения специальной установкой без снятия коллектора.

Впускной коллектор
Впускной коллектор

Начинают плавать обороты

После 150-200 тысяч километров пробега из-за загрязнения дросселя и клапана холостого хода наблюдается самопроизвольное изменение оборотов. Причиной поломки может быть забитая система рециркуляции отработавших газов.

После очистки деталей от нагара и следов масла работоспособность двигателя 1AZ-FE восстанавливается. Если проблема осталась, то следует проверить датчики концентрации кислорода и клапан управления муфтой регулятора фаз.

Повышенный расход топлива

Увеличение расхода топлива (не связанное с изменением условий эксплуатации) указывает на загрязнение форсунок либо заправку некондиционным бензином. Ультразвуковая мойка позволяет восстановить работу распылителей.

При неравномерной подаче придется менять все или часть форсунок. Увеличение расхода топлива может быть связано с неисправностью датчиков системы управления двигателем, поломки можно найти в ходе компьютерной диагностики.

Форсунки
Форсунки

Проблемы с ГРМ

Надежность цепного привода распределительных валов не является сильной стороной 1AZ-FE. При растяжении цепи появляется металлический звон при холодном старте, наблюдаются провалы при запуске. Обрывы цепи на 1AZ-FE достаточно редки, процесс замены показан в видео.

Несмотря на широкое применение алюминия, мотор 1AZ-FE оказался удачным и выпускался компанией Toyota почти 13 лет. Соответственно, двигатель часто встречается на вторичном рынке. Он легко выдерживает свыше 300 тыс. км, но важно своевременно менять масло и следить за состоянием системы охлаждения и других систем двигателя.

А вы ездили на авто с двигателем 1AZ-FE?
Да
91.18%
Нет
8.82%

Заметили какие-то еще особенности в его работе? Поделитесь в комментариях. Сохраните статью в закладках, чтобы полезные инструкции всегда были под рукой.

Оцените статью
Двигатель Эксперт
Добавить комментарий

Консультируем бесплатно по всем регионам:
+7 (499) 110-68-32 — Москва