Двигатель 1AZ-FSE: скрытая угроза?

Возможно, вас несколько озадачило название статьи? Принято считать продукцию японского автопрома воплощением новейших технологий и высокого качества. Упомянутый в названии двигатель устанавливали около десяти лет на известные модели Toyota: Avensis, Camry, Caldina, RAV4, не считая некоторых других.

Camry

Так в чем же опасность покупки японского авто, на моторе которого красуется табличка «D-4»? И почему перед продажей некоторые владельцы снимают ее? Обо всем этом вы узнаете, прочитав предлагаемый материал.

Место в истории

Серия AZ в начале 2000-х сменила предыдущую линейку двигателей 3S, которые выпускались для компании Toyota Motor Corporation с 1982 года. Среди них был и первый бензиновый мотор с непосредственным впрыском (НВ), или GDI (gasoline direct injection) — по международной терминологии. Автолюбители прозвали такие движки «джедаями». Речь идет об агрегате 3S-FSE.

Для продвижения новинки японские специалисты использовали термин «технология D-4», что означало, по-видимому, прямой впрыск (D) и 4 цилиндра. Во второй жизни (серии) «джедай» получил индекс 1AZ-FSE. Согласно «тойотовской» классификации это означает:

  • 1 — порядковый серийный номер;
  • A — серия двигателей;
  • Z — бензиновый;
  • F — стандартный мощностной ряд;
  • S — непосредственный (прямой) впрыск топлива;
  • E — электронный многоточечный впрыск.

Двигатель 1AZ-FSE

Двигатель 1AZ выпускался и в более простой версии — 1AZ-FE, то есть, вместо прямого впрыска использовался распределенный. Основные характеристики двух версий представлены в таблице:

ДвигательОбъем, лДиаметр цилиндра/ход поршняКоэффициент сжатияМощность, л. с.Момент кручения, Нм
1AZ FSE2,086/869,8 — 11,0147 — 155192 — 200
1AZ FE2,086/869,5 — 9,8137 — 152190 — 194

Принцип работы

Особенностью исполнения ФСЕ является возможность работы на сверхбедной топливовоздушной смеси в пропорции до 30 — 40:1. Притом что оптимальный стехиометрический состав — 14,7:1, а для обычного инжекторного мотора (с распределенным впрыском) пределом является 20 — 24. Это достигается тем, что топливо после впрыска распределяется по объему неравномерно.

За счет специальных отражающих выемок в днище поршня образуется обратный вихрь, достигающий у свечи зажигания наибольшей концентрации, близкой к стехиометрической. В остальных областях смесь остается обедненной.

Рабочий процесс происходит с использованием некоторых инноваций: послойное образование смеси, трехрежимная работа форсунок, регулируемое газораспределение (система VVTi), повторное дожигание выхлопных газов. В соответствии с изменяющейся нагрузкой и скоростью движения ЭБУ включает нужный режим смесеобразования.

Топливные форсунки

Меняется момент впрыска, количество инъекций, конфигурация топливного факела и положение регулирующих заслонок во впускном тракте. Краткое описание режимов работы мотора D-4:

  1. Послойное или поэтапное сгорание топлива (малые нагрузки, постоянная скорость). Бензин впрыскивается при завершении такта сжатия узким факелом, отражаясь от поршневого углубления, распыляется и попадает в зону действия свечи зажигания. Здесь достаточно обогащенный заряд воспламеняется, после чего поджигает оставшуюся обедненную смесь (ƛ=17 — 40).
  2. Гомогенная (однородная) смесь используется при нестабильных режимах работы двигателя: запуск, прогрев, нагрузка, регенерация во время торможения. Бензин впрыскивается на такте впуска, вдогон поршню. Факел имеет форму конуса, отражение от поршня отсутствует, и вся смесь имеет состав, приближающийся к стехиометрическому (ƛ=12 — 15).
  3. Двухэтапное смесеобразование. В процессе перехода от послойного к однородному режиму бензин впрыскивается дважды — при впуске и сжатии. Смесь начинает обогащаться (ƛ=15 — 25).

Отличия от серии 3S

Новый движок получил алюминиевый блок цилиндров (БЦ) с открытой рубашкой охлаждения — конструкция «Open Deck», при которой цилиндры омываются охлаждающей жидкостью (ОЖ) со всех сторон. Кроме того, сквозные каналы позволяют отказаться от применения песчаных стержней в процессе отливания, а сам процесс перевести на литье под давлением.

Конструктивная схема двигателя выполнена с дезаксажем — коленчатый вал смещен относительно продольного сечения БЦ на 1 см. Целью является уменьшение боковой реакции силы трения поршня о стенки цилиндров. Дело в том, что тонкие стенки не позволяют растачивать БЦ под ремонтные размеры. То есть, блок является фактически одноразовым.

Двигатель 1AZ-FSE

Применение цепи ГРМ вместо зубчатого ремня также отличает новинку от предшествующей линейки. Остальные решения перекочевали с предыдущего мотора с некоторыми изменениями:

  • Упрощено решение впускного коллектора и дополнительных заслонок. Привод последних осуществляется с помощью простого вакуумного сервопривода и электромагнитного клапана, проходные каналы увеличены и меньше зарастают сажей.
  • Изменен электронный дроссель. Он стал меньше по размерам, датчики спрятаны внутри и не нуждаются в регулировке.
  • Топливная рейка с одним проходным отверстием имеет более простое устройство.
  • Усовершенствован топливный насос высокого давления (ТНВД). В регуляторе давления оставлен всего один неразборный клапан, сальник снабдили пружиной. И хотя протечки нового насоса стали гораздо меньше, срок службы удалось продлить незначительно.

Проблемы «джедая»

К сожалению, версия FSE генерации 1AZ, несмотря на все улучшения, так и не стала поистине массовой, и ей на смену пришло поколение 2AZ. Ниже изложены основные проблемы, возникающие при эксплуатации двигателей D-4.

Низкий ресурс ТНВД. И хотя это устройство давно успешно используется на дизельных ДВС, оказалось, что бензин, как рабочая среда, агрессивно влияет на его компоненты.

Дело в том, что бензин не обладает такими смазывающими свойствами, как солярка. И даже смазывающие присадки, добавляемые в него по нормам Евро-4, не столь эффективны, поэтому детали ТНВД изнашиваются значительно быстрее, чем на дизеле.

В результате горючее попадает в смазочное масло и разжижает его. При значительном износе объем масла в картере может за день-два увеличиться вдвое. А разжиженное масло приводит к износу кулачков, вкладышей и других деталей.

Двигатель 1AZ-FSE

Еще одним слабым местом 1AZ-FSE является система вторичного использования отработанных газов. Несмотря на улучшение конструкции по сравнению с предшественником — 3S, впускной коллектор, регулирующие заслонки и дроссель EGR покрываются сажей, что приводит к неустойчивым холостым оборотам, провалам, дерганиям во время движения.

Регулировка клапанов ГРМ 1AZ возможна только подбором регулировочных стаканов, что весьма сложно и дорого, поэтому ее обычно не производят.

Другой непростительный «ляп» в конструкции мотора — недостаточная длина крепежных винтов головки блока цилиндров (ГБЦ). Это приводит к срыванию резьбы в легком сплаве со всеми вытекающими отсюда, в буквальном смысле, последствиями: утечки ОЖ, потеря компрессии и так далее. Начиная с 2007 года, проблема была, наконец, устранена.

А вот двигатель FE семейства 1AZ оказался несколько более удачным, поскольку в нем отсутствовал главный виновник большинства бед — ТНВД.

Советы по эксплуатации

Служба механизмов может быть существенно продлена, если избегать неблагоприятных условий эксплуатации:

  • Самое главное, что противопоказано двигателям D-4 — некачественный бензин. Даже небольшой избыток серы, содержащийся в топливе, приводит к износу прецизионных сопряжений, словно от абразивного порошка.
  • Чтобы не допустить аварийных протечек бензина из ТНВД в масляный картер, следует взять за правило регулярно проверять щупом уровень масла. Если последний начинает повышаться, есть повод отдать насос на диагностику.
  • Необходимо периодически очищать от сажи впускную систему, дроссельные заслонки и EGR, а через 1 — 2 тысячи км пробега прогнать двигатель пару минут на больших оборотах, чтобы выжечь нагар на деталях ШПГ.

Двигатель 1AZ-FSE

Когда выполняется замена цепи, необходимо обращать внимание, чтобы не только метки звездочек совпадали с рисками на крышках передачи, но и метки ГРМ на цепи, выполненные в виде помеченных звеньев, с рисками на звездочках.

Вместо эпилога

Ошибкой ордена «джедаев» оказалось фанатичное служение идеалам. В результате утраты Человечности они стали терять Силу. Так же случилось и с 1AZ-FSE. Главным приоритетом разработчиков было бескомпромиссное следование экологическим требованиям «зеленых» и экономия топлива. При этом агрегат потерял некоторые другие качества, а именно: надежность работы, простоту обслуживания и ремонтопригодность.

Первая генерация так и не стала поистине массовой, поскольку двигатель FSE скомпрометировал и все семейство 1AZ, а табличка с надписью «D-4» для российских покупателей стала настоящим пугалом. В конечном итоге все его представители быстро ушли со сцены, а на текущий момент выпускаются только модели 2-го семейства: 2AZ-FE и 2AZ-FXE. Последние разработки компании Toyota ведутся в области комбинированного — непосредственно-распределенного впрыска.

Понравилась статья? Поделитесь ссылкой с друзьями:
Комментарии к статье

К данной статье еще нет комментариев. Оставьте комментарий первым.

Оставить комментарий