Двигатель 3RZ-FE: устройство, конструкция, ремонт и обслуживание силового агрегата от Toyota

Двигатель 3RZ-FE – представитель семейства моторов RZ, разработанный компанией Toyota. Имеет максимальный рабочий объем в линейке и использовался с 1994 г. на ряде внедорожников и коммерческих шасси. С 2004 года мотор 3RZ-FE и все семейство RZ вытеснило новое поколение TR.

Основные сведения о двигателе 3RZ-FE

Мотор 3RZ-FE отличался увеличенным рабочим объемом и мог работать с автоматической либо механической коробкой передач. Конструкция рассчитана на продольную установку на машине. Из-за увеличения объема конструкторам пришлось применить блок балансирных валов, который отсутствует у других представителей линейки RZ.

Модель 3RZ-FE оснащена чугунным блоком, на боковине имеется отфрезерованная площадка для нанесения заводского номера. Компания Toyota традиционно не публиковала сведения о ресурсе мотора.

На вторичном рынке нередко встречаются экземпляры 3RZ-FE с пробегом свыше 500 тыс. км с заводской поршневой группой и штатными вкладышами коленчатого вала и шатунов.

Разбивка кода

В обозначении 3RZ-FE зашифрована следующая информация:

• 3 – порядковый номер в семействе;
• RZ – линейка;
• F – газораспределительный механизм типа DOHC;
• E – наличие системы распределенного впрыска с электронным управлением.

Описание конструкции

Мотор 3RZ-FE создан с использованием уже опробованных решений. Для привода навесного оборудования установлены 2 ремня – норма для 90-х гг. прошлого века. Система охлаждения с механическим насосом и термостатом. Вентилятор установлен на шкиве на вязкостной муфте, позволяющей регулировать частоту вращения в зависимости от температуры жидкости.

На двигателе использованы отдельные катушки зажигания, установленные в свечных колодцах. За распределения импульсов отвечает блок управления. Но 3RZ-FE выпуска до 2000 г. оснащались механическим распределителем и высоковольтными проводами для подачи импульсов к свечам. Система выпуска оснащена чугунным коллектором, закрытым сверху теплозащитным экраном.

Мотор 3RZ-FE с целью упрощения и удешевления не оснащен гидрокомпенсаторами. Для изменения зазора использованы регулировочные шайбы.

Для линии впуска нормальный зазор составляет 0,15-0,25 мм, а выпуска – 0,25-0,35 мм (замер производится на холодном моторе). Для изготовления коллектора впуска использован алюминиевый сплав. Дроссельная заслонка – с механическим приводом. Коллектор до 1999 г. имел по 2 патрубка для каждого цилиндра, затем стал использоваться коллектор с 4 широкими каналами.

Двигатель 3RZ-FE оснащен балансирными валами, которые вращаются при помощи отдельной цепи. В приводе предусмотрены отдельный гидравлический натяжитель и успокоитель верхней ветви. Цепной механизм закрыт крышкой, смазка осуществляется моторным маслом.

На части 3RZ-FE устанавливался каталитический нейтрализатор, но до настоящего времени дошли единичные экземпляры мотора с исправной системой снижения токсичности выхлопа.

Блок цилиндров

Блок выполнен из серого чугуна по технологии литья. В его теле предусмотрены каналы для подачи антифриза и масла. Зеркала цилиндров расточены в корпусе отливки (типовое решение для чугунных моторов), что позволяет повторно обрабатывать отверстия на станке при капитальном ремонте.

К нижней части картера 3RZ-FE на болтах крепится стальной штампованный поддон, в котором предусмотрено закрытое пробкой отверстие для слива масла.

ГБЦ

В алюминиевой головке 3RZ-FE установлены 2 распределительных вала. Крутящий момент передается цепью на вал выпускных клапанов, а затем зубчатая передача используется для вращения второго вала. Подобная схема позволила уменьшить ширину головки.

Камеры сгорания имеют классическую шатровую форму, в центре расположена свеча зажигания. На тыльной стороне шестерни распределительных валов имеются метки для выставления фаз. В ГБЦ есть гнездо для установки натяжителя цепи ГРМ.

Технические характеристики

Основные параметры 3RZ-FE:

• компоновка – рядная;
• число цилиндров – 4;
• вес (с маслом и минимальным комплектом навесного оборудования) – от 173 кг;
• порядок работы свечей – 1-3-4-2;
• диаметр цилиндра – 95 мм;
• ход поршня – 95 мм;
• рабочий объем – 2693 см³;
• степень сжатия – 9,5 единиц;
• мощность – 150 сил при 4800 об/мин;
• крутящий момент – 235-240 Н*м при 4000 об/мин.

Расход топлива

Двигатель 3RZ-FE неприхотлив к качеству топлива. Может работать на бензине сортов А-92 или А-95 (второй вариант предпочтительнее из-за высокой степени сжатия). Для ряда моделей для Японии выпускались модификации двигателя 3RZ-FP и 3RZ-FPE (с карбюратором и системой впрыска), рассчитанные на работу на сжиженном газе или бензине.

Расход бензина зависит от состояния автомобиля и типа кузова. Например, для 4Runner с МКПП завод указывал расход в городском цикле 13,8 л на 100 км, а на трассе при скорости до 100 км/ч – 11,2 л. Внедорожник Prado J90 c АКПП в таких же условиях расходует уже 18 и 10 л (по заводским замерам).

При реальной эксплуатации мотору 3RZ-FE требуется в городе от 15 до 22 л топлива, а на трассе – от 12 до 16 л.

Достоинства и недостатки

Преимущества 3RZ-FE:

Недостатки 3RZ-FE:

На какие автомобили ставили мотор 3RZ-FE

Мотор 3RZ-FE можно встретить на автомобилях:

• Toyota Tacoma с кузовом N140 выпуска с 1995 по 2004 гг.;
• Toyota 4Runner с кузовом N180 сборки с 1996 по 2000 гг.;
• Toyota T100 выпуска с 1994 по 1998 гг.;
• Toyota Granvia сборки с 1995 по 2002 гг.;
• Toyota Hiace H100 и Hilux с кузовом N150 выпуска с 1990 по 2004 гг. и с 1995 по 2004 гг. соответственно;
• Toyota Land Cruiser Prado с кузовами J90 и J120 сборки с 1996 по 2004 гг.;
• Toyota Hilux Surf с кузовом N150 выпуска с 1998 по 2000 гг.;
• Toyota Hiace Regius с кузовом xH10 выпуска с 1997 по 1999 гг.;
• Toyota Regius с кузовом xH40 выпуска с 1999 по 2002 гг.;
• Toyota Coaster с кузовами B40 и B50 выпуска с 1994 по 2001 гг.

Двигатель 3RZ-FE устанавливался с 2001 по 2009 гг. на модификацию LC Prado J120 для рынка Венесуэлы. На автомобилях других производителей мотор никогда серийно не использовался, но российская компания «Техносервис» предлагала клиентам в начале XXI века модели ГАЗ-310203 и ГАЗ-310204 с 3RZ-FE вместо штатных ЗМЗ.

Встречаются переоборудованные ГАЗ-31029, а перспективная модель ГАЗ-3111 изначально создавалась с возможностью установки мотора 3RZ-FE и ряда других агрегатов Toyota. На Chevrolet, Hyundai, Infiniti, Nissan или Honda двигатель не ставился.

Модификации силового агрегата

В линейку моторов RZ помимо 2,7-литрового 3RZ, входили:

1. 1RZ объемом 1998 см³, имевший мощность 100 сил и оснащенный карбюратором. Также предлагалась модификация 1RZ-E с впрыском бензина, развивавшая 110 сил и 167 Н*м. Мотор ставился на микроавтобусы HiAce, пикапы Hilux и Toyota Kijang (все модели для рынка Японии).
2. 2RZ-E объемом 2438 см³ с одним распределительным валом в головке. Мощность 120 сил при 5200 об/мин. Существовала модификация без индекса E в обозначении, оснащенная карбюратором. Версия 2RZ-FE с газораспределительным механизмом DOHC выдавала 142 силы при 5000 об/мин и 217 Н*м при 4000 об/мин. Моторы можно встретить на Toyota Hilux или Tacoma, а также на румынском внедорожнике ARO 24 выпуска с 1999 по 2006 гг.
3. 4RB1 и 4RB2, являющиеся локализованными модификациями 2RZ-FE, выпущенными в Китае. Также существовала версия 4RB3, отличающаяся уменьшенным до 2185 см³ объемом за счет сокращения диаметра цилиндра и хода поршня.

Возможности тюнинга двигателя 3RZ-FE

Конструкция мотора 3RZ-FE не рассчитана на повышение мощности, но подобная «мелочь» не останавливает любителей тюнинга. Энтузиасты устанавливают модернизированные системы впуска и выпуска, меняют дроссель, растачивают газовые каналы в ГБЦ. В итоге прибавка доходит до 30 сил, которые не слишком влияют на динамику разгона.

Турбокомпрессор

Если владелец не желает отправить 3RZ- FE на свалку или в капитальный ремонт, то можно купить и установить турбину (например, набор на основе Garrett T3/T4). При сохранении штатной поршневой группы и давлении наддува от 0,4 до 0,5 бар реально получить мощность до 250 сил.

Дальнейшая модернизация с повышением давления, заменой коленчатого вала, шатунов и поршней не имеет смысла, поскольку дешевле купить заведомо более мощный и пригодный для тюнинга 2JZ или 2UZ.

Для 3RZ-FE существует оригинальный кит, разработанный гоночным подразделением TRD, входящим в Toyota. Компрессор ставится на штатные точки на блок и имеет ременной привод от коленчатого вала.

При малом давлении наддува мощность составляет 195-202 силы, а при повышенном до 0,5 бара – 217-225 сил. Цена набора в США начинается от 3,15 тыс. долларов, что явно чрезмерно.

Регламент техобслуживания мотора

Двигатель изначально рассчитывался на обслуживание через 10 тыс. км, но из-за возраста следует сократить интервал до 7-8 тыс. км (или 4-5 тыс. км при тяжелых условиях эксплуатации). Для мотора подходят масла с вязкостью 5W-30, 10W-30, 15W-40 или 20W-50. Проверка уровня производится щупом. Полная емкость системы смазки 5,8 л. При обслуживании объем масла не более 5,4 л.

Цепи выдерживают не более 200 тыс. км. Ремни навесных агрегатов меняют через 60 тыс. км. Антифриз рассчитан на 40 тыс. км, емкость системы составляет 9,3-9,5 л (в зависимости от коробки). На 3RZ-FE используются свечи с никелевым покрытием электродов, которые необходимо менять через каждые 20 тыс. км. Проверку зазоров клапанов лучше выполнять через 30-40 тыс. км.

Основные проблемы и поломки ДВС

Распространенные неисправности 3RZ-FE:

1. Нестабильная работа в режиме холостого хода и провалы при разгоне указывают на загрязнение дросселя или неисправности датчиков. Также не лишней будет мойка форсунок. В ролике показан процесс чистки дросселя и форсунок на 3RZ-FE.
2. Высокий расход масла. Проблема появляется на 3RZ-FE при пробегах свыше 400-500 тыс. км. Причина – естественный износ деталей или залегание колец из-за нерегулярной замены масла.
3. Сложности с пуском при температуре воздуха ниже -25°С. Дефект связан с конструкцией мотора. Перед началом зимы рекомендуется проверить зазоры между электродами или поставить новые свечи.
4. Выход из строя датчиков и жгутов проводки, растрескивание шлангов и пластиковых деталей. Причина одна – возраст и большие пробеги, а также неквалифицированный ремонт.

Ремонт силового агрегата

Двигатель 3RZ-FE создавался в конце 80-х гг. прошлого века, отсутствие сложных решений в конструкции упрощает процедуру ремонта. Сложность возникает только при подборе запасных частей. Оригинальные детали постепенно исчезают с рынка, а аналоги не всегда точно повторяют по размерам и качеству заводские комплектующие.

Ремонтопригодность

Двигатель 3RZ-FE можно отремонтировать в условиях небольшой мастерской или своими силами в гараже. Некоторые работы – шлифовку ГБЦ, проверку коленчатого вала или расточку зеркал можно сделать только в специализированной мастерской.

Существует множество мануалов на русском языке, в которых подробно расписаны операции по ремонту двигателя 3RZ-FE. Перед началом работ необходимо найти такую литературу в бумажном или электронном виде.

Для замены цепи ГРМ на 3RZ-FE необходимо:

1. Охладить мотор, слить масло и антифриз. Снять передний бампер, решетку и радиаторы.
2. Демонтировать катушки, крышку газораспределительного механизма.
3. Ослабить натяжение и снять ремни.
4. Открутить крепление датчика положения коленчатого вала.
5. Демонтировать шкив, предварительно отвернув болт крепления.
6. Открутить болты крепления передней крышки.
7. Выставить фазы газораспределения по меткам, снять шестерню с распределительного вала и цепь ГРМ.
8. Снять шестерню с носка коленчатого вала, башмаки натяжителя и успокоителя.
9. Ослабить натяжение и снять шестерню привода балансирного механизма вместе с цепью. В ролике подробнее показан процесс замены цепей на 3RZ-FE.

Доступ к ряду деталей на 3RZ-FE перекрывается деталями конструкции. Например, для замены датчика детонации необходимо снять короб фильтра и впускной коллектор. Процесс ремонта кратко показан в ролике. Датчик детонации часто выходит из строя из-за вибраций и длительного срока эксплуатации.

Капитальный ремонт

Падение компрессии в цилиндрах и нарастающий угар масла указывают на критический износ поршневой группы. Мотор 3RZ-FE можно отремонтировать с расточкой цилиндров и установкой ремонтных поршней.

Приобретать контрактный двигатель на разборке не рекомендуется, найти экземпляр с небольшим пробегом практически нереально.

Цена капитального ремонта 3RZ-FE зависит от степени износа основных деталей и вспомогательных узлов, территориального расположения сервиса и объема работ, выполняемых своими силами.

Двигатель 3RZ-FE, несмотря на большой рабочий объем и установку балансирных валов, оказался самым надежным в линейке RZ. Но конструктивно он не относился к лидерам уже во второй половине 90-х гг.

На сегодняшний день покупка автомобиля с 3RZ-FE оправдана только в случае желания восстановить старую машину. Во всех остальных ситуациях лучше подыскать автомобиль помоложе.

Сохраните статью в закладках, чтобы полезная информация всегда была у вас под рукой.