Двигатель 4GR-FSE: устройство, характеристики, обслуживание и ремонт силового агрегата от Toyota

Бензиновый двигатель 4GR-FSE является одним из представителей разветвленной линейки моторов GR от компании Toyota. Использовался с 2003 года на ряде легковых автомобилей и кроссоверов, которые в основном реализовывались на внутреннем рынке Японии. Мотор достаточно распространен в России и имеет неплохую репутацию.

Общие сведения о двигателе 4GR-FSE

Двигатель 4GR-FSE отличается компактностью и может работать с механической или автоматической коробкой передач. Предназначен для поперечной установки в моторном отсеке. Название модели и заводской номер находятся на единой вертикальной площадке на нижней части блока.

Немного истории

В 2002 г. появилось поколение двигателей GR, которое вытеснило предыдущую линейку JZ с рядным 6-цилиндровым блоком. Первенцем стал 4-литровый 1GR-FE. Позднее появились модели объемом от 2,5 до 3,5 л.

Модель 4GR-FSE с системой прямого впрыска бензина D4 выпускалась с 2003 по 2020 гг.

Двигатель 4GR-FSE
Двигатель 4GR-FSE

Описание устройства

Двигатель 4GR-FSE оснащен V-образным 6-цилиндровым блоком из алюминия. Ряды цилиндров смещены в продольном направлении на 36,6 мм, шатуны противоположных поршней установлены на одной шейке коленчатого вала.

Применены алюминиевые головки с парой распределительных валов в каждой. Под головками установлены многослойные прокладки из стального листа со вставками по периметру цилиндров.

Каждая головка 4GR-FSE оснащена индивидуальной крышкой из алюминия, внутри которой имеется трубка для дополнительной смазки газораспределительного механизма.

Камеры сгорания шатровой формы с центральным расположением свечи, что позволило снизить риск детонации. Каналы впуска и выпуска разнесены по сторонам ГБЦ (впуск расположен в развале цилиндров). Магистрали выпуска отработавших газов выполнены в виде двойного канала.

Небольшие размеры блока 4GR-FSE требуют улучшения теплоотвода. Каналы для антифриза есть не только по бокам смежных цилиндров, но и между ними. Чугунные гильзы имеют тонкие стенки и внешнюю ребристую поверхность, залиты в блок.

Внутри рубашки охлаждения установлены направляющие вставки, обеспечивающие равномерность теплоотвода. Поршни 4GR-FSE имеют днище сложной формы, на юбку нанесено противоизносное полимерное покрытие.

Поддон 4GR-FSE собран из двух секций – верхней алюминиевой и стальной нижней. Конструкция обеспечивает повышение жесткости двигателя. Для привода газораспределительного механизма использована цепь. Валы в каждой головке связаны вторичными короткими цепями. На 4GR-FSE имеется система изменения фаз Dual VVTi. В приводе клапанов установлены гидрокомпенсаторы. Система зажигания электронного типа с катушками, расположенными в свечных колодцах.

Dual VVT-i
Dual VVT-i

Масляный насос 4GR-FSE имеет прямой привод от коленчатого вала. Предусмотрены форсунки для подачи масла на внутренние части поршней. Использован бумажный сменный фильтр, который установлен на верхней части поддона под съемной крышкой. Система охлаждения оснащена вентилятором с электромагнитной муфтой, подключенной к блоку управления. Насос имеет 2 улитки для равномерной подачи антифриза к рядам цилиндров.

Впускной коллектор 4GR-FSE выполнен из пластика и оснащен заслонками для изменения длины каналов. Предусмотрен резонатор для ускорения воздушного потока. Каждый ряд цилиндров имеет отдельную выхлопную трубу с двумя каталитическими нейтрализаторами.

Выпускные коллекторы – из нержавеющей термостойкой стали. Дроссельная заслонка 4GR-FSE имеет привод от электродвигателя с управлением от контроллера мотора.

Технические характеристики

Основные параметры 4GR-FSE:

  • угол развала – 60°;
  • расстояние между осями смежных цилиндров – 105,5 мм;
  • диаметр цилиндра – 83 мм;
  • ход поршня – 77 мм;
  • степень сжатия – 12;
  • объем – 2499 см³;
  • тип свечей зажигания – Denso FK20HBR11 (нормальный зазор – 1,0-1,1 мм);
  • мощность – от 203 до 215 сил при 6400 об/мин;
  • крутящий момент – от 243 до 260 Н*м при 4800 об/мин;
  • масса с навесными агрегатами и заправкой антифризом и маслом – 180 кг;
  • соответствие экологическим нормам – до Евро-5 (моторы последних лет выпуска).

Расход топлива

Двигатель 4GR-FSE оснащен системой прямого впрыска топлива Toyota D4 и рассчитан на бензин А-98 (А-95 может использоваться временно).

Расход топлива в смешанном «японском» цикле 10/15 зависит от модели. Например, Toyota Crown Athlete с полным приводом расходует по заводским замерам в режиме город/трасса 9,8 л на 100 км пути. Для Toyota Mark X с задними ведущими колесами расход в аналогичных условиях составляет 8,5 л.

Горючее АИ-95 и АИ-98
Горючее АИ-95, АИ-92 и АИ-98

Отзывы на ДВС, его плюсы и минусы

Несколько отзывов от владельцев авто с 4GR-FSE:

Матвей, Белгород: «С 2014 по 2018 гг. был владельцем Lexus IS 250 с двигателем 4GR-FSE, машину покупал с пробегом 82 тыс. км. За последующие годы проехал еще почти 60 тыс. км, нареканий по мотору не было. Менял масло через 8 тыс. км, эксплуатация была больше городской. На шум от муфт регуляторов фаз даже не обращал внимания».

Тимофей, Пермь: «Являюсь владельцем Toyota Mark X с двигателем 4GR-FSE. Машина 2017 г. покупалась на аукционе и ввозилась из Японии. После оформления промыл дроссель, сразу поменял помпу и все жидкости. Пробег автомобиля (подтвержденный аукционными документами) всего 56 тыс. км. Расход бензина от 7.5 до 13 л – сильно зависит от условий движения».

Преимущества 4GR-FSE:

ресурс до капитального ремонта не менее 300 тыс. км;
предусмотрены гидрокомпенсаторы зазоров;
распространенность на вторичном рынке.

Недостатки 4GR-FSE:

достаточно высокий расход топлива (до 13-14 л в городе в пробках и с прогревами);
постоянный треск муфт системы Dual VVTi в момент запуска мотора;
невысокая надежность помпы (вне зависимости от производителя).

На какие автомобили устанавливался мотор 4GR-FSE

Двигатель 4GR-FSE применялся на следующих моделях автомобилей:

  • Toyota Crown Royal&Athlete с кузовами серий GRS180/181 (выпуск с 2003 по 2008 гг.) и GRS200/201 (сборка с 2012 по 2018 гг.);
  • Toyota Mark X с кузовом GRX120/125 выпуска с 2004 по 2009 гг.;
  • Toyota Mark X с кузовом GRX130/135 выпуска с 2009 по 2019 гг.;
  • Toyota Crown Royal IV поколения (кузов S210) выпуска с 2012 по 2018 гг.;
  • Lexus IS 250 и Lexus IS 250С с кузовом GSE20/25, собиравшихся с 2005 по 2015 гг.;
  • Lexus IS GS250 с кузовом GSE30/35 выпуска с 2012 по 2015 гг.

Мотор никогда не поставлялся другим компаниям и редко используется для переоборудования машин прочих марок. 4GR-FSE никогда не воспроизводился по лицензии или без нее сторонними производителями.

Модификации силового агрегата

В линейку GR входили моторы с распределенным впрыском топлива (индекс FE в обозначении), но модель 4GR-FE не предусматривалась. Производитель изначально стал использовать на моторе объемом 2,5 л систему прямого впрыска бензина. Также в поколении GR отсутствовали двигатели с системой наддува. При этом в предыдущей линейке предусматривались модели турбо (например, популярный 1JZ-GTE).

В линейку GR входили двигатели:

  • 1GR-FE объемом 3,956 л;
  • 2GR-FE объемом 3,456 л и модификация 2GR-FSE с прямым впрыском;
  • 2GR-FXE, работающий по циклу Аткинсона и предназначавшийся для автомобилей с гибридной силовой установкой;
  • 2GR-FKS, работающий по упрощенному циклу Аткинсона и снабженный прямым впрыском;
  • 2GR-FXS, являвшийся версией 2GR-FKS для гибридных силовых установок;
  • 3GR-FE объемом 2,994 л и модификация 3GR-FSE с прямым впрыском;
  • 5GR-FE и 6GR-FE объемом 2,497 и 3,956 л, предназначенные для рынка Китая;
  • 7GR-FKS объемом 3,456 л, оснащенный прямым впрыском и предназначенный для Китая;
  • 8GR-FKS и 8GR-FXS, работающие по циклу Аткинсона и имеющие объем 3,456 л.

Возможности тюнинга ДВС 4GR-FSE

Алюминиевые двигатели серии GR не отличаются большим запасом прочности и мало подходят для доработки. Применение модифицированной прошивки не даст большой прибавки мощности, но можно добиться ускорения реакции на нажатие на педаль газа и повысить момент на малых оборотах коленчатого вала. Замена распредвалов (при условии, что их удастся найти) и облегчение маховика дадут минимальный эффект, который не повлияет на динамику автомобиля.

На 4GR-FSE можно поставить механический компрессор (например, из набора от компании Arma) с приводом ремнем от коленчатого вала. В комплект входит охладитель воздуха и усиленные патрубки.

Компрессор Тойота SC 14
Компрессор Тойота

При избыточном давлении 0,5 бар, позволяющем сохранить штатную поршневую группу, мощность доходит до 305-315 сил. Момент увеличивается до 380 Н*м, пик смещается в зону низких оборотов. Мотор 4GR-FSE с компрессором может работать на бензине А-98 или А-100.

Как думаете, какой вариант тюнинга двигателя 4GR-FSE не только позволит повысить его мощность, но и не снизит срок службы?
Установка механического компрессора
50%
Замена распредвалов
8.33%
Прошивка
25%
Поделюсь мыслями в комментариях
16.67%

Регламент обслуживания двигателя

По заводским требованиям замена масла в 4GR-FSE должна производиться ежегодно либо через каждые 10 тыс. км. Если автомобиль постоянно эксплуатируется в городе, то целесообразно снизить интервал до 8-9 тыс. км.

Полная емкость системы смазки – 7,2 л, но объем масла для замены – 6,3-6,4 л. Для 4GR-FSE подходят масла 5W-30 или 10W-30 (класс API не ниже SL) с пакетом энергосберегающих присадок.

Для заправки системы охлаждения с завода применялся антифриз Toyota Genuine Super Long Life, имевший ресурс 160 тыс. км. Но при последующих заменах срок службы сокращается в 2 раза.

Антифриз Toyota Genuine Super Long Life
Антифриз Toyota Genuine Super Long Life

Емкость системы охлаждения 4GR-FSE составляет 9,1 л. Свечи зажигания с иридиевым покрытием рассчитаны на 100 тыс. км. Цепи выдерживают свыше 250 тыс. км, но при их обрыве неизбежен контакт между тарелками клапанов и днищами поршней.

Распространенные поломки и проблемы мотора 4GR-FSE

Частые неисправности двигателя 4GR-FSE:

  1. Нарастающий расход масла. Проблема появляется после 100-120 тыс. км из-за потери подвижности маслосъемных колец и износа маслосъемных колпачков клапанов. Поломка встречается не на всех двигателях. Есть моторы с пробегами свыше 300 тыс. км, которые расходуют не более 0,3-0,5 л масла на 1000 км.
  2. Щелчки муфт системы изменения фаз в момент запуска. Проблема также встречается не на всех моторах. Можно поменять шестерни и муфты, но дефект не является критичным.
  3. Включение контрольной лампы Check Engine из-за обнаружения неисправных датчиков. В ряде случаев двигатель переключается в режим аварийной работы на основе данных, ранее записанных в блок управления.
  4. Затрудненный запуск прогретого двигателя из-за изношенных форсунок. Устранить дефект можно только заменой всех форсунок (достаточно затратное мероприятие).
  5. Оседание сажи в полости впускного и выпускных коллекторов (сильнее загрязняется трубопровод подачи свежего воздуха и непосредственно дроссельная заслонка).
  6. Выход из строя первичных датчиков кислорода, что приводит к увеличению расхода топлива и вибрациям при работе.

Ремонт силового агрегата

Двигатель 4GR-FSE имеет плотную компоновку и мало рассчитан на обслуживание своими силами. Например, замена свечей требует снятия впускного коллектора (подробнее процесс показан в ролике). Но установка новых свечей требуется через 100 тыс. км, поэтому снятие коллектора для очистки от масла и сажи будет полезным для двигателя 4GR-FSE.

В видео показан процесс обслуживания автомобиля с 4GR-FSE с проведением эндоскопии цилиндров.

Ремонтопригодность

При разработке линейки GR компания Toyota не предусматривала капитальный ремонт с расточкой цилиндров. Но впоследствии появились технологии гильзовки блока, хотя в большинстве случаев дешевле купить контрактный двигатель.

Цена 4GR-FSE со снятым навесным оборудованием на май 2023 г. начинается от 60 тыс. руб.

Способы ремонта

Последовательность действий при замене цепей ГРМ на 4GR-FSE:

  1. Демонтировать кожух радиатора и крюки для подъема мотора.
  2. Слить масло из поддона и вынуть клапан системы вентиляции картера.
  3. Отвернуть крепления датчиков положения распределительных валов и клапанов системы изменения фаз газораспределения.
  4. Снять датчик положения коленчатого вала и трубки с фильтрами гидравлических контуров регуляторов фаз.
  5. Отвернуть крепление и съемником демонтировать шкив коленчатого вала, предварительно сняв ремень привода агрегатов.
  6. Слить антифриз, отвернуть крепления шлангов и демонтировать термостат.
  7. Отвернуть крепления и снять впускной коллектор, а затем вывернуть свечи.
  8. Отвернуть болты и снять крышки левого и правого ряда цилиндров.
  9. Демонтировать масляный поддон и заборник масла, а затем снять верхнюю часть поддона.
  10. Демонтировать помпу системы охлаждения, а затем приступить к снятию лобовой крышки.
  11. Совместить метки ГРМ (имеются на задающем роторе коленчатого вала и блоке), проверить корректность положения распределительных валов по меткам на шестернях и передней крышке опоры вала.
  12. Отвернуть крепление натяжителя и снять основную цепь со звездочки коленчатого вала.
  13. Поочередно снять цепь с распределительных валов, убрать паразитную шестерню и успокоители цепи.
  14. Установить на место новую цепь и снятые ранее детали. Процесс выставления меток показан в ролике.

Процесс замены цепей достаточно трудоемок, работы лучше выполнить в условиях сервиса. Да и в целом двигатель 4GR-FSE целесообразнее обслуживать в сервисе, самостоятельно выполнить многие работы затруднительно. Малейшая ошибка при сборке, неправильная затяжка болта – все может привести к серьезной поломке мотора.

Двигатель 4GR-FSE стал дальнейшим развитием моторов с системой прямого впрыска D4. Широкое применение алюминия позволило снизить вес, но одновременно усложнило капитальный ремонт. При регулярном обслуживании и аккуратной эксплуатации двигатель 4GR-FSE выдержит не менее 300 тыс. км, впоследствии можно приобрести контрактный экземпляр на разборке.

Сохраните статью на панели закладок, чтобы она всегда была у вас под рукой.

Оцените статью
Двигатель Эксперт
Добавить комментарий

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