Сегодняшний честный обзор будет посвящен атмосферному двигателю Тойота Аурис (Toyota Auris), Тойота Королла (Toyota Corolla), Тойота Авенсис (Toyota Avensis) и Тойота Версо (Toyota Verso) – 1ZR-FAE 1.6 MPI ValveMatic 16v мощностью 132 лошадиные силы. В публикации рассмотрены технические особенности, надежность, отличия, характеристики, реальный расход топлива, предельный срок службы, конструкция, сервисные интервалы обслуживания, хронические болячки/поломки, плюсы и минусы японского бензинового мотора компании Toyota.
РЕКОМЕНДУЕМ К ПРОЧТЕНИЮ: ОБЗОР ДВИГАТЕЛЯ КИА СТИНГЕР — G6DP 3.3 T—GDI V6 375 л.с
Мировое представление общественности 16-ти клапанного бензинового двигателя с заводскими индексом 1ZR-FAE объемом 1.6 литра (1598 см³), оснащённого высокотехнологичной системой фазорегуляции газораспределения ValveMatic, созданного японскими конструкторами концерна Toyota, состоялась летом 2006 года на известном токийском автомобильном салоне под видом базового мотора модели Toyota Auris в кузове Е150. Первое время обозреваемый силовой агрегат устанавливался под капот моделей, предназначенных сугубо для собственного (японского) рынка. Данный бензомотор был создан в рамках масштабной модернизации модельной линейки бренда, на примере таких автомобилей, как Тойота Аурис, Тойота Королла и Тойота Версо. В конце 2006 года японский автоконцерн перешел к массовому серийному выпуску международной версии 1.6-ти литрового двигателя 1ZR-FAE, который оснастили сразу двумя инновационными на то время газораспределительными механизмами Dual VVT-i и Valvematic.
В линейку двигателей “Toyota ZR-Series” также входят следующие серии двс: 1ZR‑FE 1.6 MPI, 2ZR‑FE 1.8 MPI, 2ZR‑FAE 1.8 MPI, 2ZR‑FXE 1.8 MPI Hybrid, 3ZR‑FE 2.0 MPI и 3ZR‑FAE 2.0 MPI.
Производство силового агрегата серии 1ZR-FAE объемом 1.6 литра на 16 клапанов осуществлялось с октября 2006 по январь 2019 года, а это не много и не мало почти 13 лет. Сборка бензинового мотора осуществлялась на трех основных заводах японской компании – в Японии, Китае и США. Для справки отметим, что рассматриваемая в статье атмосферная силовая установка была предназначена для переднеприводных легковых автомобилей компактного/среднеразмерного классов и устанавливалась только на модели марки Toyota (компоновка двс осуществлялась в поперечном формате). Обозреваемый двигатель по мнению большинства автоспециалистов является точной копией довольно популярного на мировом рынке “атмосферника” серии 1ZR—FE с таким же объемом 1.6 литра, правда на эту версию двс не устанавливали высокотехнологичный механизм газораспределения Valvematic. За все время изготовления бензомотора Toyota серии 1ZR-FAE его сбыт был отлично налажен по всему миру, однако основные объемы реализации делались на рынки стран Западной/Восточной Европы (в России этот двс себя прекрасно зарекомендовал на Тойота Королла Е150/Е180 и Тойота Аурис Е150/Е180), Северной Америки (США и Канада), Азии (Китай, Малайзия и Япония). Также на рынке можно было встретить и специальную модификацию рассматриваемого в статье двигателя, который работал на биоэтаноле и имел отдельный заводской номер 1ZR-FBE.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВС TOYOTA 1ZR—FAE 1.6 MPI 132 Л.С
КОНСТРУКЦИЯ И УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ 1.6 MPI VALVEMATIC СЕРИИ 1ZR—FAE
Тойотовский 1.6-ти литровый мотор атмосферного типа базируется на платформе гильзованного чугунными вставками четырёхцилиндрового алюминиевого блока цилиндров (цилиндры расположены по схеме “R4”), оснащенного открытой рубашкой охлаждения, что характерно для всей линейки «Toyota ZR-Series». Чугунные гильзы у двигателя 1ZR-FAE вплавлены в блок. Гильзы имеют неровную внешнюю поверхность, которая обеспечивает предельно прочное соединение с блоком цилиндров и улучшает теплоотвод. Стенки между цилиндрами имеют толщину равную 7-ми миллиметрам. Капремонт силового агрегата заводом-изготовителем конструктивно не предусматривается. И хотя обстоятельства порой заставляют гаражных мастеров выполнять перегильзовку или расточку подобных одноразовых тойотовских блоков, однако конечный результат такого процесса не предсказуем.
Коленчатый вал в японском двигателе установлен с 8-ми миллиметровым дезаксажем, а это значит, что оси цилиндров не пересекаются с продольной осью коленвала, благодаря чему уменьшаются нагрузки на пару поршень/гильза, когда в цилиндрах образуется максимальное давление. Подобная конструкторская мысль уже как-то использовалась ранее на бензиновых моторах линеек “Toyota NZ-Series” и “Toyota AZ-Series”, однако отсутствовало в семействе узлов “Toyota ZZ-Series”. Также отметим, что поршни в силовом агрегате серии 1ZR-FAE 1.6 установлены легкосплавные и имеют компактный T-образный формат. На рудиментарные юбки поршней японский производитель наносил антифрикционное покрытие, что способствует меньшему износу деталей. На канавки верхних компрессионных колец наносилось анодированное покрытие, а кромки верхнего маслосъемного и компрессионного колец обладают противоизносным покрытием. Для справки заметим, что поршни в двигателе 1ZR-FAE соединяются с шатунами с помощью плавающих пальцев.
Атмосферный двигатель 1ZR-FAE 1.6 MPI располагается в моторном отсеке автомобиля вертикально (без завала в сторону моторного щита), что способствует облегченному доступу к ключевым узлам, а также упрощает обслуживание двс. Обозреваемая силовая установка крепится к кузову с помощью четырех раздельных опор, при этом правая верхняя является “маслонаполненной”. Заметим тот факт, что все бензомоторы семейства “Toyota ZR-Series” обладают одинаковым диаметром цилиндров и отличаются друг от друга лишь разными ходами поршней (справочно: у обозреваемого двс рабочий ход поршней равен 78,5 миллиметрам). Таким образом, бензомотор 1ZR-FAE 1.6 у японских инженеров получился длинноходным, за счет чего, средняя скорость перемещения поршней в режиме номинальной мощности составляет 22 м/с, что еще недавно считалось верхним пределом и для спортивных модификаций двигателей. Как отмечают специалисты, даже несмотря на облегченные поршни и пресловутые современные технологии, все это нельзя назвать отличным решением для массового гражданского двс, особенно в плане долговечности. Кроме того, часть хронических проблем, на примере того же масложора (увеличенный расход смазки на угар) также напрямую связаны с длинным ходом поршней и их специфичным строением.
Со слов автомехаников, в отличие от моторов прошлых поколений, распределительные валы у двигателя 1ZR-FAE объемом 1.6 литра устанавливались в отдельный блок, который монтировался на ГБЦ, благодаря чему ощутимо упростилась конструкция и технология обработки головки блока цилиндров. Кроме того, вместо регулировочных “стаканчиков” (толкателей) японские инженеры решили установить роликовые толкатели/рокеры и гидрокомпенсаторы, регулирующие тепловые зазоры клапанов. Угол развала выпускных и впускных клапанов находится в пределах 29°, что по меркам многих автоспециалистов не так уж и мало. Легкосплавная крышка головки блока цилиндров оснащена специальной магистралью подвода масла к рокерам. Справочно заметим, что на версиях моторов с механизмом Valvematic, распредвал выпускных клапанов приводит в работу лопастной вакуумный насос, который необходим для функционирования усилителя тормозов.
Привод газораспределительной системы у обозреваемого двигателя оснащается однорядной цепью ГРМ с мелким шагом звеньев (8 миллиметров). В свою очередь, гидронатяжитель цепи ГРМ обладает стопорным механизмом, который выполнен легкосъемным и установлен с внешней стороны крышки. При все при этом усложнилась конструкция литой алюминиевой крышки цепи привода ГРМ – теперь в нее устанавливается помпа охлаждающей системы и масляная магистраль для форсунки, смазывающей приводную цепь. Приводы изменения фаз газораспределения стоят на распредвалах впускных/выпускных клапанов (DVVT — Dual Variable Valve Timing). Фазы газораспределения изменяются в рамках 55° — для впуска и 40° — для выпуска.
Рассматриваемой в статье мотор 1ZR-FAE семейства “Toyota ZR-Series” считается более продвинутым по сравнению с версий 1ZR-FE. Данная технологическая продвинутость заключается в бесступенчатом изменении высоты подъема впускных клапанов – инновационная система Valvematic. Опыт показал, что для японских двигателей критичное вытягивание цепи ГРМ и, соответственно, необходимость ее замены наступает после 150-160 тысяч километров пробега. Хотя здесь имеется один нюанс — при замене цепи настоятельно рекомендуется менять и другие элементы привода ГРМ, на примере, звездочек, башмака натяжителя, а также направляющей планки, так как уже затронутые износом звездочки способны ускоренно изнашивать новую газораспределительную цепь. Из конструкторских просчетов стоит выделить и то, что звездочки распредвалов японского мотора объединены с недешевыми приводами фазовращателей системы VVT-i и отдельно не меняются, поэтому реальный эффект от установки новой цепи зачастую оказывается недостаточным.
Идем дальше. Шестеренный трохоидный (поршневой) маслонасос установлен в картере и запускается коленчатым валом с помощью отдельной короткой приводной цепи (аналогично силовым агрегатам семейства “Toyota AZ-Series”). Подобное решение заметно улучшило функционирование систем при запуске мотора в зимних условиях, но усложнило его строение. Также отметим, что на самых последних версиях силовой установки серии 1ZR-FAE с Valvematic устанавливался масляный насос с механическим перепускным клапаном, позволяющий нелинейно регулировать давление и расход масла в зависимости от частоты вращения коленвала.
Масляный фильтр у рассматриваемого бензомотора установлен не очень неудобно (с задней стороны узла), да еще и в горизонтальном положении — в отличие от прошлых серий двс, где фильтрующий элемент располагался вертикально отверстиями вверх, что не позволяло смазке стекать из фильтра в поддон при стоянке автомобиля (это способствовало быстрому нагнетанию необходимого давления в системе после запуска двигателя). Для справки заметим, что с лета 2008 года японские конструкторы стали устанавливать на силовую установку серии 1ZR-FAE более простые — разборные фильтры со сменными картриджами.
Система охлаждения у рассматриваемого 1.6-ти литрового “атмосферника” реализована без новомодных решений, на примере, электропривода насоса или подогрева термостата. Водяная помпа у японского мотора вращается от внешней стороны общего ременного привода навесных агрегатов, термостат — механический, а корпус дросселя по-прежнему обогревается жидкостью с целью защиты от обмерзания. Зато у вентилятора радиатора, в особенности у силовых агрегатов, которые оснащены системой Valvematic имеется отдельный блок управления электродвигателем, позволяющий бесступенчато регулировать его скорость в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, частоты вращения коленвала, давления хладагента кондиционера и скорости автомобиля и.
Как и во всем семействе двигателей прошлого поколения “Toyota ZZ-Series”, у обозреваемого бензомотора серии 1ZR-FAE 1.6 в передней части устанавливается пластиковый впускной коллектор, а выпускной коллектор, который располагается со стороны моторного щита отливается из стали. За коллектором в выпускном тракте установлен предварительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов, несколько дальше — второй катализатор, объединенный с основным глушителем. Справочно заметим, что двигатели, оснащенные системой Valvematic, компонуются впускным коллектором, в который устанавливается механизм ACIS, позволяющий эффективно изменять длину впускного тракта, что способствует увеличению мощности узла. Так, например, на низких/средних частотах вращения и высокой нагрузке, клапан ACIS закрывается, а воздух к цилиндрам направляется по длинному каналу, в других же рабочих диапазонах клапан ACIS открывается и воздух попадает в цилиндры по самому короткому пути.
Обозреваемый мотор характеризуется распределенным типом впрыска горючего, функционирующего по технологии MPI (в нормальных условиях работы двс — секвентальный, при низких температурах и небольшой частоте вращения может использоваться попарный и групповой впрыск). Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ или MAF) имеет тип “Hot Wire” и совмещается с датчиком температуры воздуха на впускном тракте. Дроссельная заслонка является электронно управляемой. Кроме того, японский двс серии 1ZR-FAE оснащается механизмом ETCS, управляющим частотой вращения холостого хода (ISC) и противобуксовочной системой (TRC). Кстати на механизм ETCS частично возложены функции круиз-контроля и системы стабилизации (VSC).
Топливные форсунки в моторе серии 1ZR-FAE объемом 1.6 литра устанавливались в головку блока цилиндров (ГБЦ). Форсунки обладают удлиненными распылителями, при помощи которых бензин впрыскивается максимально близко к впускным клапанам. Это конечно дает минимальный вклад в “экологичность”, однако при отрицательных температурах горючее не успевает в достаточной степени испариться, что улучшает запуск мотора даже при сильных морозах. Топливная магистраль идет без линии возврата, а в топливный коллектор встроен специальный демпфер пульсаций давления. Стоит также отметить, что в бензобаке, кроме регулятора давления и уровневого датчика в единый блок с топливным насосом объединен и адсорбер системы улавливания паров топлива (EVAP).
Система зажигания у рассматриваемого мотора — типовая DIS-4, то есть имеется отдельная катушка зажигания на каждый цилиндр. Свечи зажигания — “иридиевые”, тонкого формата серии SC20HR11 (свечи характеризуется удлиненной резьбовой частью, под ключ “14”, что позволяет производить увеличение размеров тарелок клапанов). В системе зарядки используются два вида генераторов — стандартные и с сегментным проводником, оснащаемые обгонной муфтой, расположенной на шкиве привода (имеют отдачу на 90-100 Ампер).
На силовых агрегатах серии 1ZR-FAE с механизмом Valvematic осуществляется непрерывная зарядка аккумулятора при замедлении автомобиля, а в стандартных режимах движения циклы зарядки и разрядки батареи чередуются, что способствует максимальной экономии энергии. Более сложное управление потребовало от инженеров компании Toyota использовать в системе датчики силы тока и температуры батареи. Система запуска у мотора — традиционная, а стартеры оснащаются планетарным редуктором мощностью 0,8-1,1 кВт. Привод навесных агрегатов приводится в работу единым ремнем, который не имеет отдельного натяжителя (справочно: натяжение регулируется с помощью перемещения генератора).
РЕАЛЬНЫЙ РАСХОД ТОПЛИВА, НА ПРИМЕРЕ, TOYOTA COROLLA 2019 С ДВС 1ZR—FAE 1.6 MPI
Ниже в таблице отображены справочные сведения относительно реального расхода топлива атмосферным бензиновым мотором объемом 1.6 литра заводской серии 1ZR-FAE, оснащенного системой фазорегуляции газораспределения ValveMatic в городском/загородном/смешанном циклах перемещения. Данные базируются на паспортных показателях модели Toyota Corolla в кузове Е180 (2019 года выпуска), оснащенной передним приводом 2WD, двигатель которой работает в паре с 6-ти ступенчатой механической трансмиссией (6-МКПП).
АВТОМОДЕЛИ TOYOTA, ОСНАЩАЕМЫЕ СИЛОВЫМ АГРЕГАТОМ 1.6 MPI СЕРИИ 1ZR—FAE
— Тойота Королла в кузове Е150, десятая генерация до рестайлинга (годы выпуска: с ноября 2006 по июнь 2010).
— Тойота Королла в кузове Е150, десятая генерация после рестайлинга (годы выпуска: с июля 2010 по август 2013).
— Тойота Королла в кузове Е180, одиннадцатая генерация до рестайлинга (годы выпуска: с мая 2012 по июль 2016).
— Тойота Королла в кузове Е180, одиннадцатая генерация после рестайлинга (годы выпуска: с марта 2016 по январь 2019).
— Тойота Аурис в кузове Е150, первая генерация до рестайлинга (годы выпуска: с октября 2006 по июнь 2010).
— Тойота Аурис в кузове Е150, первая генерация после рестайлинга (годы выпуска: с июля 2010 по ноябрь 2012).
— Тойота Аурис в кузове Е180, вторая генерация до рестайлинга (годы выпуска: с августа 2012 по июнь 2015).
— Тойота Авенсис в кузове Т270, третья генерация до рестайлинга (годы выпуска: с октября 2008 по декабрь 2011).
— Тойота Авенсис в кузове Т270, третья генерация после первого рестайлинга (годы выпуска: с октября 2011 по июль 2015).
— Тойота Авенсис в кузове Т270, третья генерация после второго рестайлинга (годы выпуска: с марта 2015 по июль 2018).
— Тойота Версо в кузове R20, первая генерация до рестайлинга (годы выпуска: с марта 2009 по ноябрь 2012).
— Тойота Версо в кузове R20, первая генерация после рестайлинга (годы выпуска: с ноября 2012 по октябрь 2017).
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ АТМОСЕРНОГО ДВИГАТЕЛЯ СЕРИИ 1ZR—FAE ОБЪЕМОМ 1.6 ЛИТРА
ХРОНИЧЕСКИЕ БОЛЯЧКИ И РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ПОЛОМКИ ДВС 1ZR—FAE 1.6 (ОТЗЫВЫ ВЛАДЕЛЬЦЕВ)
1. Нестабильные обороты на холостых. Рассматриваемый японский двигатель хорошо прославился плавающими оборотами, которые в зачастую появляются на холостых оборотах. Как правило, причиной подобной проблемы выступает образование нагара во впускном коллекторе и/или на дроссельной заслонке. Неприятность довольно легко устраняется с помощью прочистки системы специальной автохимией.
2. Посторонние шумы и стуки со стороны работающего мотора. По отзывам многих автовладельцев японских автомобилей, работа двигателя после 100 тысяч километров пробега может сопровождаться посторонними шумами в виде цоканья или стуков. Виновником данной проблемы, как правило, выступает конструктивно недоработанная муфта фазорегулятора системы VVT-i. Подобная неприятность в большинстве случаев легко разрешалась у дилеров по гарантии производителя или привыканием владельца автомобиля к посторонним шумам.
3. Регулярные сбои в работе системы Valvematic. Инновационная система газораспределения Valvematic к сожалению, в процессе своей работы особой надежностью не выделяется. Так, например, в данном механизме с регулярной частотой глючит контроллер, из-за чего, бортовой компьютер выдает много ошибок, что в последствии приводит к глушению мотора. Как правило, данная проблема разрешается при помощи перепрошивки ЭБУ (электронного блока управления) системы Valvematic, в более редких случаях — заменой недоработанного контроллера.
4. Малый ресурс водяного насоса и быстрое растяжение цепи ГРМ. Продолжительность жизни водяного насоса (помпы) обозреваемого силового агрегата в подавляющем большинстве случаев не превышает 70 тысяч километров пробега, а цепной привод ГРМ любит растягиваться по прошествии примерно 150 тысяч километров пробега. Стоит отметить, что перескок цепи ГРМ через зубец шестерни чреват сгибанием клапанов после того, как произойдет их “дружественная” встреча с поршнями.
5. Увеличенный расход масла на угар. По отзывам автовладельцев, к самой частой хронической болячке обозреваемого японского двигателя по праву относится масложор, от которого страдают почти все узлы линейки “Toyota ZR-Series”. Особенно актуальной для автовладельца данная неприятность становится по прошествии 90-100 тысяч километров пробега. Некоторые автоспециалисты отмечают, что для снижения расхода масла на угар желательно использовать только проверенные оригинальные синтетические моторные смазки с допуском 0W-20 или 5W-20 по шкале SAE. В среднем же, расход масла от замены до замены (из расчета на 10 тысяч километров пробега) может достигать 3,0 литров смазки и даже более. Со слов автомехаников, повышенный расход смазки на угар считается конструктивной особенностью большинства японских бензомоторов.
ИНТЕРВАЛЬНЫЙ РЕГЛАМЕНТ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ДВС 1ZR—FAE 1.6 MPI 132 Л.С
Как советует большинство специалистов, в силовой агрегат 1.6 MPI серии 1ZR-FAE с системой ValveMatic, лучше всего заливать только оригинальное моторное масло марки “Toyota Motor Oil” с уровнем вязкости 0W-20/5W-20 по шкале SAE или аналогичное, соответствующее допускам производителя.
В завершении обзора добавим, что рассмотренный в статье атмосферный 16-ти клапанный бензиновый двигатель Toyota серии 1ZR-FAE объемом 1.6 литра относится к крепким середнякам рынка и является в меру надежным маркетинговым мотором с приемлемым по современным меркам предельным сроком службы до замены (справочно: капремонт данного узла конструктивно не предусмотрен). Со слов производителя, автоконцерна Toyota, примерный ресурс силового агрегата 1ZR-FAE 1.6 MPI с системой фазорегуляции газораспределения ValveMatic составляет порядка 250-270 тысяч километров пробега. В действительности же, по отзывам автовладельцев модели Тойота Королла, в случае соблюдении сервисных интервалов техобслуживания двс 1ZR-FAE в соответствии с регламентом изготовителя, срок службы этой силовой установки нередко достигает 310-330 тысяч километров пробега.
БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ! ПРОЯВЛЯЙТЕ ВЗАИМОУВАЖЕНИЕ НА ДОРОГАХ!