Двигатель zz Тойота: характеристики, неисправности и тюнинг

Особенности конструкции и технические параметры

1ZZ-FE под капотом Toyota Premio
1ZZ-FE под капотом Toyota Premio
Двигатель 1ZZ имеет много новых конструктивных решений, которые ранее не применялись компанией Toyota при производстве моторов. Они относятся как к механической части двигателя, так и к его электронной оснастке. Среди таких решений необходимо выделить следующие:

  • БЦ изготовлен из легкого алюминиевого сплава (метод литья под давлением), а чугунные тонкостенные гильзы вплавлены в тело блока. Внешняя поверхность гильз имеет специальные неровности для максимально прочного соединения и лучшего теплоотвода. Такая технология дает около 30 кг выигрыша в массе ДВС;
  • БЦ отливается в пресс-формах, поэтому рубашка охлаждения сверху является открытой. Это уменьшает жесткость и надежность блока, но зато позволяет понизить стоимость изготовления детали и значительно сократить геометрические допуски;
  • Мотор имеет длинный ход поршня, что обеспечивает лучшую тягу на низах и уменьшает тепловые потери через стенки камеры сгорания за счет ее компактности. Но при этом ухудшаются условия для съема масла со стенок цилиндра из-за его высокой средней скорости поршня, то есть повышаются требования к кольцам;
  • Диаметр и длина шеек коленвала снижены для сокращения трения и достижения максимальной компактности. Это ведет к возрастанию удельных нагрузок на эти элементы и ускорению их износа;
  • Юбка поршня уменьшена для снижения потерь на трение. При этом ухудшились параметры охлаждения поршня;
  • Седла клапанов изготовлены по технологии «лазерного напыления» и значительно отличаются от традиционных стальных. Они тоньше в 4 раза, это оказывает положительное влияние на их охлаждение. Также увеличены диаметры впускных и выпускных портов и уменьшен диаметр стержня, что улучшает течение воздуха через порты. Минус – вся конструкция абсолютно неремонтопригодна;
  • В ГРМ применена однорядная цепь малого шага в 8 мм с гидронатяжителем. Тем самым повышена надежность устройства. Из недостатков – шумность, критичность к состоянию и качеству масла и ускоренный износ натяжителя и успокоителя цепи.
  • Муфта VVTi установлена только на впускной распредвал клапанов, предел изменения ее фаз составляет 40°. Работой интеллектуальной системы управляет датчик VVTi;
  • В системе смазки применен насос циклоидного типа, встроенный в крышку цепи ГРМ. В движение он приводится от коленвала. Масляный фильтр находится под двигателем и расположен отверстием вверх для решения проблемы недостаточного давления масла при запуске ДВС.

Технические характеристики:

ПараметрЗначение
Компания-производительToyota Motor Corporation
Модель и тип ДВС1ZZ-FE, бензиновый
Годы производства1997-2007*
Конфигурация и количество цилиндровРядный четырехцилиндровый (R4)
Рабочий объем, см31794
Диаметр цилиндра/ Ход поршня, мм79,0 / 91,5
Степень сжатия10,0
Количество клапанов на цилиндр4 (2 на впуск и 2 на выпуск)
Механизм газораспределенияЦепь, два верхних распредвала (DOHC) и система VVTi
Макс. мощность, л.с. / об.мин.125-140 / 6000-6400
Макс. крут. Момент, Н·м / об.мин.161-171 / 4000-4400
Система питанияРаспределенный электронный впрыск топлива (EFI)
Система зажиганияДо 2000 г. – DIS-2 (одна катушка зажигания на 2 цилиндра, после 2000 г. – DIS-4 (индивидуальная катушка на каждый цилиндр)
Система смазкиКомбинированная
Система охлажденияЖидкостная
Рекомендованное октановое число бензинаНеэтилированный бензин АИ-92
Соответствие экологическим нормамЕВРО 4
Типы агрегатируемых с ДВС трансмиссий5-ст., 6-ст. МКП / 3-ст., 4-ст. АКП
Материал БЦ / ГБЦЛитой алюминий с чугунными гильзами / Алюминиевый сплав
Вес двигателя (примерный), кг135
Расход топлива в разных режимах, л/100 км10.3 (город) / 6.2 (шоссе) / 7.7 (смешанный цикл)
Расход моторного масла на угар, г/1000 кмДо 1000
Ресурс двигателя (примерный), тыс. км200-250
* В 2007 году компания Toyota официально прекратила выпуск двигателей 1ZZ-FE на своих заводах, но на лицензированных предприятиях Азии и Южной Америки их производство продолжается до настоящего времени. Они используются для оснащения выпускаемых там же автомобилей Corolla и Corolla Altis в 140-м кузове.

Параметры масла

Производитель рекомендует масла типа SAE 5W30. Под

Производитель рекомендует масла типа SAE 5W30. Подача масла реализована с помощью помпы шестеренчатого типа. Насос приводится в движение от коленчатого вала, который расположен с фронатльной стороны крышки ГРМ. Масленый фильтр имеет вертикальное расположение. Креплениями вверх, снизу от мотора. Данный вариант  расположения фильтра помогает избегать масляного голодания ДВС во время старта.

Чиповка мотора и другие доработки

Чиповать мотор смысла нет. Без турбокомпрессоров в

Чиповать мотор смысла нет. Без турбокомпрессоров выжать с мотора хорошие показатели не получится. Даже при серьезной доработки кастомными валами по типу Monkey Wrench Racing Stage 2 фаза 272, подъем 10мм и доработанном выпускном коллекторе, прямым выхлопом мотор получит прирост не более 30 л.с. Но зато получит приятный, более резвый характер. Дальнейшие доработки смысла не имеют в виду слабого блока.

Особенности конструкции

Моторы 1ZZ FE во всех вариантах комплектуются унифицированным алюминиевым блоком с открытой сверху рубашкой охлаждения (схема open deck). Блок предусматривает только поперечную схему установки агрегата в моторном отсеке. В тело блока залита чугунная отливка, формирующая зеркала цилиндров. Отливка имеет тонкие стенки, из-за чего легко деформируется при перегреве. Протока охлаждающей жидкости между стенками смежных цилиндров нет. Антифриз движется одновременно с 2 сторон, равномерно охлаждая цилиндры.

Головка блока цилиндров алюминиевая, в ней установлены распределительные валы с 1-рядным цепным приводом. Натяжение цепи регулируется гидравлическим устройством, работающим от системы смазки. Механизм газораспределения имеет фазовращатель VVTi на впуске.

Седла клапанов выполнены по технологии лазерного напыления твердосплавного материала. Малая толщина слоя положительно сказывается на теплоотводе, но конструкция не приспособлена для ремонта. Тарелки клапанов получили увеличенный диаметр, одновременно снизился диаметр стержня. В приводе клапанов использованы специальные компенсаторы зазоров, имеющие различную толщину. Небольшой вес клапана позволил применить пружины с пониженной жесткостью и сузить рабочую поверхность кулачка.

Камера сгорания имеет специальную форму, способствующую завихрению рабочей смеси возле электродов свечи. На поршне имеется выступ, предназначенный для улучшения наполнения цилиндра и формирующий завихренные потоки. Конструкция обеспечивает ускоренное сгорание рабочей смеси и снижение вероятности возникновения детонации.

Коленчатый вал установлен на 5 опорах, оборудованных общей крышкой. В конструкции кривошипно-шатунного механизма применили схему с длинным ходом поршня (больше диаметра). За счет этого обеспечено смещение полки крутящего момента на низкие обороты. Система смазки работает от насоса циклоидного типа, установленного в приводе ГРМ. Масляный поддон изготовлен из алюминиевого сплава. Плоскость установки расположена на оси коренных подшипников, что позволило повысить жесткость конструкции.

Впускной коллектор расположен ближе к радиатору, выпускной — установлен со стороны моторного щита. Каталитический нейтрализатор находится под днищем автомобиля. Впускной коллектор изготовлен из алюминиевого сплава, имеет одинаковые каналы для всех цилиндров. Конструкция узла сварная. На поздних версиях мотора стал использоваться пластиковый коллектор.

В качестве топлива мотор использует неэтилированный бензин с октановым числом 95; изготовитель допускает длительную эксплуатацию агрегата на бензине сорта А92.

Система зажигания на ранних моторах имеет 2 катушки зажигания (DIS-2). Позднее стали использоваться индивидуальные катушки зажигания (система DIS-4).

Навесное оборудование имеет привод от поликлинового ремня, оснащенного гидравлическим натяжителем.

Используется распределенный впрыск топлива EFI с электронным управлением. В топливной системе отсутствует магистраль обратного стока бензина в бак. Давление подачи топлива регулируется специальным клапаном, размещенным внутри насоса. Форсунки подачи топлива установлены непосредственно в головке блока цилиндров. Для улучшения смесеобразования применены распылители с большим числом отверстий.

На некоторые автомобили, поставляемые для японского рынка, мог устанавливаться нагнетатель TRD с небольшой производительностью. Машины выпускались в 2003-04 гг. Доработка велась специализированным подразделением завода-изготовителя.

Несколько интересных деталей

Мы уже разобрались с тем, какой ресурс двигателя 1ZZ-FE. В идеальных условиях можно добиться порядка 500 000 километров. Но на практике обычно не более 350 тыс. км. Именно по этой простой причине покупать б/у авто с таким мотором нужно крайне внимательно. Ведь есть вероятность того, что вам попадется ДВС, который практически выработал свой ресурс. В этом случае вы не сможете выполнить его капитальный ремонт. Единственное, что остается сделать, — это купить контрактный силовой агрегат. Обойдется он примерно в 60 000 рублей, плюс работы по снятию и установке. Итого примерно 75 тысяч. Стоит оно того или нет, решать только вам.

В целом же двигатель 1ZZ-FE, характеристики которого мы рассмотрели в данной статье, многие автомобилисты очень хвалят. Если проблема жрасхода масла на нем уже решена, то все, что остается делать для его длительной и бесперебойной работы – это вовремя проводить обслуживание. Конечно, есть у этого мотора и свои недостатки, но зачастую они просто и быстро решаются и связаны скорее с эксплуатацией, нежели с какими-либо конструктивными особенностями.

Головка БЦ

ГБЦ силового агрегата 1ZZ FE изготовлена из легко сплавного алюминия. Камера сгорания выполненная в конической форме. Эта конструкция КС, способствует завихрению сжатой, горючей смеси. В результате чего, сгорание последней происходит с большим КПД и меньшей возможностью появления детонации. В конечном итоге улучшаются все технические показатели, силового агрегата.

Сёдла клапанов ГБЦ, созданы с использованием лазер

Сёдла клапанов ГБЦ, созданы с использованием лазерного напыления. От впрессованных, они отличаются меньшей толщиной. Это способствует лучшему отвода тепла от клапанов, к телу головки БЦ. В обычной конструкции клапанов тепло отводится через стержень, а здесь дополнительно через тарелку. Малая толщина напыления и тонкий стержень клапана, дали возможность увеличить размер сёдел. Что способствовало увеличению потока всасываемого воздуха и отработавших выхлопных газов.

Вес клапанов уменьшился, следовательно, уменьшилась нагрузка на пружинный механизм. Поэтому кулачки-толкатели уменьшили, чтобы снизить потери на сопротивление. В данной конструкции ГБЦ не предусмотрена регулировка, подбором шайб. Вместо этого были придуманы толкатели разной толщины. Это сделало процесс регулировки клапанов очень дорого стоящем. Вследствие чего, некоторые водители отказываются вовремя проводить регулировку клапанов, что приводит к негативным последствиям.

К отрицательным моментам новых, прогрессивных решений, можно отнести невозможность ремонта ГБЦ, из-за неремонтируемой конструкции сёдел.

Достоинства и недостатки

Плюсами мотора считаются:

  • низкий расход топлива;
  • хорошая тяга, достигнутая применением фазовращателя и конструкцией мотора;
  • долговечный цепной привод ГРМ;
  • распространенность, доступность запасных частей.

Недостатками ДВС серии 1ZZ являются:

  • низкая жесткость блока и головки — из-за небольшого перегрева детали коробятся и начинают пропускать масло и антифриз по линии стыка;
  • уменьшение ширины шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала, повлекшее рост нагрузки и ускоренный износ;
  • неудачная конструкция маслосъемных колец на ранних моторах, приводящая к расходу масла;
  • головка блока не позволяет произвести замену седел клапанов;
  • малая толщина гильз не допускает производить растачивание при ремонте, кроме того, оригинальных деталей поршневой группы с ремонтными размерами не существует;
  • стук юбок поршней на холодном двигателе — по мере прогрева детали расширяются, и стук прекращается.

Турбина

Для того, чтоб турбировать данную серию моторов, с

Для того, чтоб турбировать данную серию моторов, самым простыми способом будет покупка болт-он кита Garrett GT28. Также к нему понадобиться стандартный набор более производительных форсунок (440сс), насос (Walbro 255) и блоки управления (Apexi Power FC). При наддуве в 0.5 атмосферы мотор выдаст около двухсот сил на заводской поршневой группе. Для повышения наддува необходимо снизить показатели компрессии путем установки ковки. Компрессия понизится до 8.5. Форсунки нужны будут с еще большей производительностью (550сс/630сс) При таких доработках мотор выдаст чуть более 300сил. Далее, скорее всего, блок просто не выдержит.

Технические характеристики мотора

   Производство Tianjin FAW Toyota Engines Plant N

ПроизводствоTianjin FAW Toyota Engines Plant No. 1 Toyota Motor Manufacturing West Virginia Shimoyama Plant
Марка двигателяToyota 1ZZ
Годы выпуска1998-2007
Материал блока цилиндровалюминий
Система питанияинжектор
Типрядный
Количество цилиндров4
Клапанов на цилиндр4
Ход поршня, мм91.5
Диаметр цилиндра, мм79
Степень сжатия10
Объем двигателя, куб.см1794
Мощность двигателя, л.с./об.мин120/5600 140/6400 143/6400
Крутящий момент, Нм/об.мин165/4400 171/4200 171/4200
Топливо92
Экологические нормыЕвро 4
Вес двигателя, кг135
Расход  топлива, л/100 км (для Celica) — город — трасса — смешан.10.3 6.2 7.7
Расход масла, гр./1000 км до 1000
Масло в двигатель5W-30 10W-30
Сколько масла в двигателе3.7
Замена масла проводится, км 10000 (лучше 5000)
Рабочая температура двигателя, град.~95
Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практикен.д. ~200
Тюнинг — потенциал — без потери ресурса250+ н.д.
Двигатель устанавливалсяToyota Corolla Toyota Avensis Toyota Caldina Toyota Vista Toyota Premio Toyota Celica Toyota Matrix XR Toyota Allion Toyota MR2 Toyota Opa Toyota Isis Toyota Wish Lotus Elise Toyota WiLL VS Chevrolet Prizm Pontiac Vibe

Тюнинг

Базовой схемой доработки мотора является:

  • установка распределительных валов с увеличенной высотой подъема клапанов;
  • установка модифицированного выпускного коллектора с прямоточной трубой;
  • перепрошивка блока управления.

Мощность силового агрегата поднимается на 25-30 л.с.; меняется кривая характеристик; двигатель становится более резким. Ресурс агрегата не отличается от изделий в заводском исполнении.

Продвинутый вариант предусматривает также установку турбокомпрессора (с сопутствующим оборудованием) с дополнительным охладителем воздуха, замену форсунок и топливного насоса на более производительные узлы. Подобная доработка позволяет развивать 190-200 л.с. Дальнейшее повышение наддува возможно только после снижения степени сжатия (установкой шатунов иной длины). Требуется замена форсунок и выхлопного тракта. Мощность силового агрегата достигает 300 л.с. и более. Ресурс зависит от степени наддува и качества изготовления двигателя.