Характеристики мотора Toyota UZ FE

Ресурс и эксплуатация

В общей сложности двигатели серии «UZ» продержались на конвейерах корпорации Toyota и ее премиального подразделения Lexus почти 20 лет. Причем оснащались этими силовыми агрегатами представительские седаны, тяжелые внедорожники и мощные спорткары, что является ярким подтверждением уникальности и точности выбранных конструкторами решений при разработке изделий. Оптимальные характеристики по динамике, плавности хода и экономичности мотор 3UZ показывал в сочетании с 6-скоростным автоматом: такая силовая установка начала использоваться на автомобилях Toyota и Lexus с 2003 года. Впечатляет и значение среднего расчетного ресурса двигателя 3UZ-FE, приближающееся к 400 тысячам км пробега.

Состав свап комплекта

Свап комлект 3uz обычно состоит из: — мотора со всем навесным оборудованием, «косой», компьютером, а также автоматической коробки передач; — балки; — подушки двигателя; — комплекса проводки, которая идет под капот, а также под торпеду; — корпуса фильтра, а также ДМРВ; — иммобилайзера, рулевой колонки с антенной; — спидометра; — бензобака с насосной системой; — карданного вала; — радиатора основного; — селектора КПП. Обычно свап-комплекты подразумевают также наличие замка зажигания.

Маркировка названия

Третье поколение моторов UZ, как и все другие японские моторы подчиняются общей формуле кодировки, которая имеет общий вид × ×× ×××.

UZ

Далее идут два символа, в виде заглавных латинских букв, в расшифровке которых заключено название конкретного семейства моторов. Здесь семейство моторов UZ.

Дальнейшие символы несут информацию об особенностя

Дальнейшие символы несут информацию об особенностях силового агрегата, а так же о его исполнении. Символов может быть несколько. В названии рассматриваемого мотора символов, определяющих исполнение агрегата два FE где:

F

F — это газораспределительный механизм типа DOHC, имеющий два распределительных вала, верхнего расположения и четыре клапана на один цилиндр. Причём гидравлические компенсаторы в конструкции механизма отсутствуют. А на выпускном распределительном валу установлен фазорегулятор;

E

Е — означает систему электронного впрыска горючего.

Собрав всю информацию в одно целое, можно дать подробное описание ДВС. В данном случае 3UZ FE — это силовой агрегат линейки семейства UZ, третьего поколения, с используемым ГРМ типа DOHC и электронным впрыском горючей смеси.

Особенности конструкции

Изначально V-образный двигатель 3UZ FE имеет более сложную конструкцию в сравнении с рядными модификациями и большее количество деталей. Здесь две ГБЦ и четыре распредвала, усложнен привод ГРМ, увеличен объем масла и ОЖ. Основной особенностью является низкая безопасность клапанов, которые при встрече с поршнями гнутся, если произойдет обрыв ремня ГРМ.


Адаптация под автоматическую коробку передач

Комплектация движков включает в себя:

  • газораспределение системой DOHC;
  • корректировка объемов впрыска фазной системой VVTi;
  • регулируемая длина впускного коллектора по схеме ACIS;
  • точечный впрыск SPFI.


Движок имеет две ГБЦ


Конструкция модуля VVTi


Впускной коллектор


Схема точечного впрыска SPFI

Распредвалы системы газораспределения приводятся в движение ремнем. Коленвал и шатуны использованы от предыдущих версий, специально для этого мотора руководство разработало только поршни диаметра 91 мм.

Несмотря на дюралевый блок, возможен капремонт мотора, механическая модернизация впускного/выпускного тракта своими руками и форсировка за счет установки турбины. Использованы чугунные гильзы с несколькими ремонтными размерами, поэтому даже при высоком содержании серы и общем низком качестве российского бензина японские движки 3UZ FE ходят заявленные 350 – 400 тысяч км без проблем. В отличие от немецких BMW, например, серии М52 с таким же дюралевым блоком и ресурсом 50 – 100 тысяч км пробега.

Техническое обслуживание

Двигатель 3uz fe отличается очень высокой надежностью и по праву входит в число силовых агрегатов, которые в народе называют «миллионниками». Но его беспроблемная эксплуатация во многом зависит от качественного и регулярного технического обслуживания.

Перечень работ, которые необходимо проводить во время планового регламентного обслуживания, включает в себя:

  • замену моторного масла через каждые 7…10 тысяч километров;
  • замену ремня ГРМ после пробега не более 100 тысяч километров;
  • контроль тепловых зазоров клапанов ГРМ и при необходимости их регулировку.

Кроме того необходимо регулярно проверять уровень моторного масла в картере силового агрегата; охлаждающей жидкости в расширительном бачке, расположенном в подкапотном пространстве. При необходимости технические жидкости необходимо долить. Рекомендуется также определить и устранить причины, вызвавшие уменьшение их количества.

Неисправности

По заключению специалистов все силовые агрегаты, входящие в семейство UZ вообще, а моторы 3uz fe в частности, не имеют конструктивных недостатков и в течении длительного времени не меняют своих технических характеристик.

Не имеют они и типовых неисправностей. Все поломки, с которыми приходилось иметь дело работникам СТО связаны:

  • с большим сроком службы двигателей;
  • полным отсутствием или нерегулярным проведением технического обслуживания;
  • агрессивной манерой вождения автомобиля, свойственной некоторым водителям.

Как правило, неисправности, с которыми встречались ремонтники, имели сложные причинно-следственные связи, например: «протечка в радиаторе – нарушение температурного режима мотора – разжижение моторного масла – заклинивание механизма опережения зажигания – обрыв зубчатого ремня ГРМ – гнутые клапана».

Среди неисправностей, которые приходилось устранять работникам автосервисов, встречались:

НЕИСПРАВНОСТЬПРИЧИНА
Постоянное уменьшение уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке.1.   Течь радиатора.
2.   Подтекание насоса системы охлаждения.
3.   Трещины в старых патрубках.
Шум в зоне головок блока цилиндров.1.   Нарушены тепловые зазоры клапанов ГРМ.
2.   Растянулся ремень ГРМ.
Нестабильная работа мотора. Двигатель «троит», обороты «плавают» и пр.Некачественное топливо. Могут выйти из строя свечи зажигания

Обзор неисправностей и способы их ремонта

Во время длительной эксплуатации мотор 3UZ FE выявил наиболее характерные для него неисправности:

Расход охлаждающей жидкости1)раскрытие трещин в патрубках системы

2)протечки в насосе

3)выработка радиатора

1)замена патрубков и фитингов

2)ремонт насоса

3)пайка или замена радиатора

Шум в районе ГБЦ1)растянут ремень ГРМ

2)тепловые зазоры клапанов нарушены

1)замена ремня

2)регулировка зазоров

Обороты нестабильные1)выработка свечей

2)низкое качество топлива

1)замена свечей

2)использование бензина от надежного поставщика

Снижение мощности1)залегшие кольца

2)поломка датчиков

1)замена колец

2)считывание ошибок ЭБУ, замена датчиков

При ресурсе 400000 км и возможности капремонта моторы 3UZ FE условно относят в разряд «миллионников».


Ремонт 3UZ FE

Цифры

Хоть индекс мотора начинается с цифры 3, в этот раз это не обозначает объем мотора. 3UZ-FE имея объем в 4.3 литра не занял верхних позиций по этому параметру. Ведь есть еще несколько моторов, которые хоть и относятся в группе V-образников но имеют существенно больший объем. Среди серии UZ, 3-е поколение занимает 2ое место по объему. Оно превосходит первый узет с объемом 4 литра, но меньше второго, который в свою очередь достигает 4.7 литров. Но что касается продуктивности, как и полагается 3-е поколение занимает лидирующее место. Мощность данного мотора на Toyota составляла 290 лошадиных сил, а на Lexus 300л.с. По факту, этот параметр зависит от настроек блоков управления двигателем. С некоторым небольшим списком технических характеристик вы можете ознакомиться в таблице ниже.

Параметр (характеристика)Значение
Модель двигателя3UZ-FE, бензиновый
Конфигурация расположения цилиндровV-образная, под углом 90°
Количество цилиндров8
Рабочий объем цилиндров, куб. см4292
Диаметр цилиндра, мм91,0
Ход поршня в цилиндре, мм82,5
Степень сжатия10,5
Количество клапанов на один цилиндр4 (2 на впуск и 2 на выпуск)
Тип механизма газораспределенияDOHC — верхнее расположение 2-х распредвалов, система VVT-i
Последовательность срабатывания цилиндров1-8-4-3-6-5-7-2
Макс. мощность ДВС, кВт (л.с.) / частота вращения к/вала, об/мин213,3 (290) / 5600
Макс. крутящий момент, Нм / частота вращения к/вала, об/мин441 / 3400
Тип системы питания ДВСРаспределенный электронный впрыск SPFI
Тип системы зажигания ДВСЭлектронное, отдельная катушка на каждый цилиндр
Тип системы смазкиКомбинированная, частично под давлением и частично — путем разбрызгивания
Тип системы охлажденияЖидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией
Рекомендованное октановое число бензина95
Вес изделия, кг225
Материал блока цилиндров и головки блокаАлюминиевый сплав
Соответствие требованиям экологических нормЕВРО 3
Ресурс двигателя по пробегу, тыс. км350-400

Тюнинг

Двигатель 3uz fe предоставляет большие возможности владельцам автомобилей в части повышения мощности. Он сравнительно легко поддается тюнингу. Существует несколько способов, с помощью которых можно поднять мощность силового агрегата:

  1. Наиболее популярный вид тюнинга мотора – установка компрессора Eaton m90. Проще всего приобрести кит-комплект на базе этого компрессора. В нем имеется также соответствующий впускной коллектор. Также необходимо установить топливный регулятор; прямоточный выхлоп; выпускной коллектор 4-2-1. Выполнив все необходимые работы и правильно настроив электронный блок управления двигателем, можно поднять величину мощности до 330 л. с.
  2. Установив кованые поршни под степень сжатия 8,5 можно вместо компрессора собрать турбоузел на базе кит-комплекта с турбиной Garrett GT40. Однако это потребует приобретения достаточно большого количества различных деталей и солидной переделки мотора. Установив турбину, можно получить прирост мощности до 450 л. с.

Плюсы и минусы

Основной недостаток ДВС 3UZ-FE – в момент внезапного обрыва ГРМ привода поршень гарантированно гнет клапана. Требуется дорогостоящий капитальный ремонт от 50 000 рублей. В этой версии мотора нет гидрокомпенсаторов, поэтому сбиваются регулировки тепловых зазоров клапанов. Рекомендовано корректировать периодически через 10 – 15 тысяч пробега. Из-за развала блоков 90 градусов увеличиваются объемы эксплуатационных жидкостей – смазки и антифриза.

Достоинствами конструкции 3UZ FE являются:

  • продуманная схема газораспределения и впрыска;
  • ликвидация высоковольтных проводов для увеличения надежности зажигания;
  • повышенный крутящий момент и мощность.


Система зажигания

В устройство ДВС еще на этапе проектирования заложены конструктивные решения, которых не было в предыдущих версиях. Использовано высокоресурсное навесное оборудование для снижения эксплуатационных расходов.

Техническая информация

Характеристики и конструктивные особенности 3-х модификаций 1UZ-FE.

ПараметрЗначение
Компания-производительToyota Motor Corporation
Годы выпуска1989-19951995-19971997-2002
Модель ДВС1UZ-FE, бензиновый1UZ-FE VVT-i, бензиновый
Конфигурация цилиндровV-образная, под углом 90°
Количество цилиндров8
Рабочий объем, см33968
Диаметр цилиндра, мм87,5
Ход поршня, мм82,5
Степень сжатия10,010,410,5
Количество клапанов на цилиндр4 (2 на впуск и 2 на выпуск)
Тип механизма газораспределенияDOHC, с верхним расположением двух валовDOHC, с верхним расположением двух валов и системой VVT-i
Последовательность срабатывания цилиндров1-8-4-3-6-5-7-2
Макс. мощность ДВС, л.с. / частота вращения вала, об/мин256 / 5400261 / 5400290 / 6000
Макс. крутящий момент, Нм / частота вращения вала, об/мин353 / 4600363 / 4600407 / 4000
Тип системы питания ДВСРаспределенный электронный впрыск
Тип системы зажигания ДВСБесконтактная, с 2 катушками и 2 трамблерамиЭлектронная, с отдельными катушками на каждый цилиндр
Тип системы смазкиКомбинированная, частично под давлением и частично – разбрызгиванием
Тип системы охлажденияЖидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией
Рекомендованное октановое число бензина95
Тип агрегатируемой с ДВС трансмиссии4-ступенчатая АКПП5-ступенчатая АКПП
Вес изделия, кг225220226
Материал БЦ и ГБЦАлюминиевый сплав
Материал поршнейАлюминиево-кремниевый сплав
Соответствие экологическим нормамЕВРО 2
Ресурс двигателя по пробегу (примерный), тыс. км350-400

На автомобиле Lexus GS400 с помощью дополнительных настроек блока управления двигателя (БУД) мощность и крутящий момент 1UZ-FE VVT-i удалось довести до рекордных значений в 300 л.с. и 420 Нм.

Несмотря на внушительный объем двигателей и высокую мощность, все образцы 1UZ являются достаточно экономичными агрегатами благодаря выверенной работе дросселя и системы впрыска. Расход топлива на разных моделях автомобилей в среднем не превышает диапазона 7-9 л на 100 км при движении по трассе. В городе эта величина выше — 14-16 л.

Список моделей авто, в которых устанавливался

Изначально мотор 3UZ FE собирался только на родине, в Японии, предназначался для легковых авто концерна – Тойота и Лексус. Им оснащались серийные модели Toyota:

  • Celsior – 2001 – 2006 гг.;
  • Aristo – 2000 – 2006 гг.;
  • Soarer – 2001 – 2005 гг.;
  • Crown Majesta – 2004 – 2009 гг.

Одновременно с этим моторами 3UZ FE комплектовалисТойота Кроун Маджеста

Одновременно с этим моторами 3UZ FE комплектовались модификации Lexus:

  • LS 430 – 2001 – 2006 гг.;
  • GS 430 – 2000 – 2006 гг.;
  • SC 430 – 2001 – 2005 гг.

  Для соревнований Super GT характеристики двигатеЛексус LS 430

Для соревнований Super GT характеристики двигателя позволили установить его на два болида – Lexus SC 430 GT500 RaceCar и Toyota Supra GT500 RaceCar.


Болид Toyota Supra GT500 RaceCar

Вопросыответы

№1. Сколько масла в 3UZ нужно заливать? Ответ: 5,1 литр с учетом масляного фильтра.

№ 2. Через сколько менять масло в этом двигателе? Ответ:

  • при спокойном аккуратном вождении можно проезжать на одном моторном масле не более 10 000 км. Можно, конечно, и больше, но, если хотите, чтобы двигатель ходил без кап ремонта до 500 тыс. км, то менять моторное масло надо раньше положенного пробега и заливать качественное топливо.
  • при агрессивном, скоростном режиме вождения, масло рекомендуется менять до 7000 км пробега.

№ 3. Через сколько менять ремень ГРМ на 3UZ-FE ? Ответ: до 100 000 км пробега.

Этим ДВС довольны по характеристикам и надежности как специалисты, мотористы, слесари, так и те, кто не разбирается в технике (потому что проблем с ним не возникает). Мотор прост в обслуживании, не прихотлив. Поэтому, линейку моторов UZ считается наилучшей среди силовых агрегатов для легковых автомобилей, который выпускались компанией Toyota.

Эволюция

В 1995 году мотор 1UZ-FE был доработан. В цилиндрах была повышена компрессия до значения 10.5 bar, также были, хоть и не существенно, доработана конструкция поршней и шатунов. Целью данных доработок было уменьшение веса всей конструкции. Доработки не прошли бесследно и мотор получил дополнительные 5 лошадиных сил и 10 ньютон крутящего момента.

В 1997 году мотор был доработан еще раз, но уже гораздо существеннее. Больше всего на работу мотора повлияли новые распределительные валы с фирменной Тойотовской системой VVT-i. Также был переработан впускной коллектор. В новой версии он был усилен и выполнен из алюминия. Из конструкции зажигания убрали трамблер, он был заменен на полностью электронную систему зажигания. На каждый цилиндр была установлена катушка, а трамблер сменили датчиками Холла. Последней, но не по важности стала увеличение степени сжатия еще на одну десятую. Все эти доработки позволили 1UZ-FE V8 увеличить мощность на 30 лошадиных сил и развить крутящий момент до внушительных 407Нм.

О немцах

М 113 (1998-2011 г.в.), объемом 5.0 литров, мощностью 306 л.с. Двигатель выполнен из алюминия. Довольно популярный мотор, который можно встретить на E-class версии S500 W211 и S-class W220 E500 и ML 164. Геометрия впуска изменяется в зависимости от оборотов коленчатого вала. Конструкция ГБЦ сложная, так как на один цилиндр приходится по 3 клапана и 2 свечи зажигания. Говоря о недостатках, скажу, что:

  1. Алюминиевый блок означает то, что двигатель нужно искать в отличном состоянии.
  2. Специфическая конструкция ГБЦ и системы зажигания может преподнести неприятные сюрпризы при попытке настройки блока управления двигателем.
  3. Дорогие запчасти.

К достоинству отнесу отличную автоматичечкую коробку передач, рабающую в паре со 113 мотором, способная выдерживать крутящий момент в несколько раз выше, при этом для АКПП существуют усиленные детали для увеличения надежности, а также АКПП поддается прошивке, за счет чего передачи будут переключаться быстрее.

Описание

Двигатель представляет собой 8-ми цилиндровый 4,3 литровый силовой агрегат c V-образным расположением цилиндров. Блок цилиндров с углом развала 90 градусов изготовлен из алюминия. Две головки блока цилиндров (ГБЦ) также алюминиевые. Каждая из них оснащена двухвальным газораспределительным механизмом (ГРМ) типа DOHC c 4-клапанами на цилиндр и системой VVT-i.

Гидрокомпенсаторы зазоров клапанов отсутствуют, поэтому мотору требуется их периодическая регулировка. ГРМ приводится в действие зубчатым ремнем, который нуждается в регулярной замене.

Впрыск топлива осуществляется под управлением электронной системы SPFI. Установлен также впускной коллектор с регулируемой геометрией (система ACIS).

Электронные системы управления узлами двигателя:

  • Система впрыска топлива SPFI

Система SPFI (Single Point Fuel Ijection) обеспечивает непосредственный впрыск топлива через одну форсунку (одноточечный инжектор) одновременно во все каналы впускного коллектора. Устанавливается форсунка в корпусе дроссельной заслонки.

  • Газораспределительный механизм VVT-i

Газораспределительный механизм разработан концерном Toyota (1996). Его конструкция отличается тем, что управляющим элементом служит специальная муфта VVT-i (Variable Valve Timing with Intellegence), отрегулированная таким образом, чтобы обеспечить хорошую тягу на низких оборотах.

При увеличении оборотов увеличивается давление масла, под действием которого открывается муфта VVT-i, поворачивая при этом распредвал на заданный угол относительно шкива. В результате время открытия впускных и закрытия выпускных клапанов изменяется таким образом, что мощность и крутящий момент силового агрегата увеличиваются. При уменьшении числа оборотов коленвала процесс происходит в обратном порядке.

  • Впускной коллектор с изменяемой геометрией (система ACIS)

ACIS – эта система также разработана концерном Toyota. Она позволяет увеличивать мощность и крутящий момент двигателя за счет уменьшения или увеличения рабочей длины впускного коллектора. Внутри коллектора установлена заслонка, которая делит коллектор на две части. Поворачиваясь по команде электронного блока управления силового агрегата, она закрывает или открывает части коллектора.

Интересные факты

Хоть и мотор имеет большой рабочий объем и большую мощность, каждый из серии UZ способен потреблять умеренное количество топлива. Это было достигнуто за счет хорошо разработанным настройкам дроселей и системы выпрыска. Двигатель устанавливался на большое количество автомобилей, но если брать в целом, расход по трассе не более 7-9 литров на сотню. Разумеется, такие цифры достижимы в умеренном режиме езды. В городском цикле данный показатель составит более 14-16 литров.

Объем и расход масла

Допустимый расход моторной смазки около 1 литра на 1000 км., пробега. Применяемые виды масла: 5w30, 10w30, 0w30, 5w40, 10w40. Моторного масла в моторе 5.1 литр. Замену смазки, производитель рекомендует выполнять через 10000 км., пробега. Но для долгосрочной работы ДВС эту процедуру лучше выполнять через 5000 км.