Четырехцилиндровый, рядный с четырьмя клапанами на цилиндр, как правило оснащается системой VVT-i. Головка блока цилиндров легкосплавная. Форсунки установлены во впускном канале блока цилиндров, что позволило минимизировать контакт топлива со стенкой впускного канала, что в свою очередь привело к уменьшению расхода топлива. Для значительного уменьшения веса блок цилиндров изготовлен из алюминиевого сплава. Каждый цилиндр имеет два впускных и два выпускных клапана. За открытие и закрытие клапанов отвечают два распределительных вала. В приводе распределительных валов используется однорядная роликовая цепь.
В двигателе используется система смазки с полнопоточной очисткой и с подачей масла под давлением к основным движущимся деталям и узлам.
Система охлаждения - жидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.
Система зажигания - DIS-4 с одной катушкой зажигания для каждого цилиндра. Её преимуществами являются точность определения момента подачи искры, отсутствие высоковольтных проводов и увеличение надежности за счет исключения распределителя зажигания.
Система VVT-i (изменения фаз газораспределения) позволяет плавно изменять фазы газораспределения в соответствии с условиями работы двигателя. Это достигается путем поворота распределительного вала впускных клапанов относительно вала выпускных в диапазоне 50 0 (по углу поворота коленвала). В результате изменяется момент открытия впускных клапанов и величина времени "перекрытия" (то есть времени, когда выпускной клапан ещё не закрыт, а впускной уже открыт).
| Рабочий объём, см 3 | 1298 | |
| Мощность, л.с при об/мин | 88 при 6000 | |
| Крутящий момент, Нм при об/мин | 123 при 4400 | |
| Диаметр цилиндра, мм | 75 | |
| Ход поршня, мм | 73,5 | |
| Степень сжатия | 10,5 | |
| Рекомендуемое топливо | не менее 91 | |
| Рекомендуемое моторное масло, API | SH, SJ | |
| Рекомендуемые свечи зажигания | Denso | K16R-U11 |
| NGK | BKR5EYA-11 | |
| Моторное масло, заправочная емкость, л | без замены фильтра | 3,4 |
| с заменой фильтра | 3,7 | |
| Охлаждающая жидкость, заправочная емкость, л | 4,4 | |
| Зазор в приводе клапанов (на холодном двигателе), мм | впускные | 0,15-0,25 |
| выпускные | 0,25-0,35 | |
Двигатель 2NZ-FE - входит в линейку силовых агрегатов, которые выпускаются для автомобилей Toyota. Это уменьшенная малолитражная версия известного мотора 1NZ-FE. Немного изменённая конструкция позволила получить мотор в 1.3 литра.
Мотор 2NZ-FE имеет высокие технические характеристики. Движок обладает маленьким объёмом, который был, достигнут благодаря уменьшенному ходу коленвала до 73.5 мм. Остальных отличий от 1NZ-FE нет.
Toyota Belta с мотором 2NZ-FE.
Рассмотрим, основные технические характеристики 2NZ -FE:
Техническое обслуживание моторов 2NZ -FE ничем не отличается от стандартных силовых агрегатов этого класса. ТО моторов проводится с интервалом в 15 000 км. Некоторые автолюбители рекомендуют снизить срок межсервисного обслуживания до 10 000 км. Но смысла в этом нет, поскольку мотор обладает высокими техническими характеристиками. Итак, рассмотрим подробную техническую карту обслуживания:
Двигатель 2NZ-FE.
ТО-1: Замена масла, замена масляного фильтра. Проводиться после первых 1000-1500 км пробега. Этот этап ещё называют обкаточный, поскольку происходит притирка элементов мотора.
ТО-2: Второе техническое обслуживание проводиться спустя 10000 км пробега. Так, Снова меняются моторное масло и фильтр, а также воздушный фильтрующий элемент. На данном этапе также проводится замер давления на двигателе.
ТО-3: На данном этапе, который выполняется спустя 20000 км, проводиться стандартная процедура замены масла, замена топливного фильтра, а также диагностика всех систем мотора.
ТО-4: Четвёртое техническое обслуживание, пожалуй, самое простое. Спустя 30000 км пробега меняется только масло и масляный фильтрующий элемент. Регулировка клапанов.
ТО-5: Пятое ТО для двигателя, как второе дыхание.
Как и любой другой мотор, Тойота 2NZ имеется ряд недостатков, которые перешли от его старшего собрата. В принципе проблемы и недостатки те же, как и способы, их решения. Рассмотрим, основные неисправности и устранения неполадок:
Ремонт головки блока 2NZ-FE.
Двигатель 2NZ -FE - достаточно надёжные и качественные движки. Все они имеют высокий рейтинг и уважение автолюбителей, экспертов. Обслуживание силового агрегата можно проводить самостоятельно. Что касается ремонта, то рекомендуется обратиться на сервисную станцию технического обслуживания.
Двигатели серии NZ можно считать самыми "долгоиграющими" моторами третьей волны. Впервые появившись в 1997-м, они неплохо себя чувствуют и на новых моделях начала 2010-х. Обзор их, по сравнению с сериями AZ и ZZ, получится скучным - но это скорее можно отнести к достоинствам моторов.
| Двигатель | Рабочий объем, см 3 | Диаметр цилиндра x Ход поршня, мм | Степень сжатия | Мощность, л.с. | Крутящий момент, Нм | RON | Стандарт | Модель | Год |
| 1NZ-FE | 1496 | 75.0 x 84.7 | 10.5 | 105 / 6000 | 138 / 4200 | 91 | JIS | NZE124 | 2000 |
| 10.5 | 110 / 6000 | 140 / 4400 | 91 | JIS | NZT260 | 2007 | |||
| 10.5 | 109 / 6000 | 141 / 4200 | 91 | SAE | NCP90 | 2005 | |||
| 11.0 | 109 / 6000 | 136 / 4800 | 91 | JIS | NZT260 | 2013 | |||
| 2NZ-FE | 1298 | 75.0 x 73.5 | 10.5 | 88 / 6000 | 121 / 4400 | 91 | JIS | NCP15 | 1999 |
| 10.5 | 87 / 6000 | 120 / 4400 | 91 | JIS | NCP95 | 2009 | |||
| 10.5 | 82 / 6000 | 119 / 4400 | 91 | SAE | NCP90 | 2005 | |||
| 10.5 | 86 / 6000 | 121 / 4400 | 91 | SAE | NCP90 | 2005 | |||
| 1NZ-FXE | 1496 | 75.0 x 84.7 | 13.5 | 58 / 4000 | 102 / 4000 | 91 | JIS | NHW10 | 1997 |
| 13.0 | 72 / 4500 | 115 / 4200 | 91 | JIS | NHW11 | 2000 | |||
| 13.0 | 70 / 4500 | 111 / 4200 | 91 | SAE | NHW11 | 2001 | |||
| 13.4 | 74 / 4800 | 111 / 3600 | 91 | JIS | NHP10 | 2012 |
| 1NZ-FXE (1.5 EFI HYB) |
| 1NZ-FE (1.5 EFI) тип "99 / 2NZ-FE (1.3 EFI) |
|
|
2NZ-FE. Устанавливался на модели: Bb 30, Belta, Corolla 120, Funcargo, Ist 60, Probox/Succeed, Vios 90..150, Vitz 10..90, Will Cypha, Yaris 10..90..130..150.
Механическая часть
В двигателе применяется алюминиевый (легкосплавный) блок цилиндров с тонкостенными чугунными гильзами и открытой рубашкой охлаждения. Гильзы вплавлены в материал блока, а их специальная неровная внешняя поверхность способствует максимально прочному соединению и улучшенному теплоотводу. Капитальный ремонт двигателя производителем не предусматривается. К блоку крепится массивный литой картер, выполняющий роль верхней части масляного поддона.
Поршни - легкосплавные, с умеренно облегченной юбкой, на которую обычно наносится антифрикционное полимерное покрытие (LFA - Low Friction Resin with Alumina). Недостаток - поршневые пальцы запрессовываемого, а не плавающего типа, хотя на практике это все же не обернулось реальными проблемами.
Газораспределительный механизм - 16-клапанный DOHC, привод осуществляется однорядной роликовой цепью (шаг звеньев 8 мм), для натяжения цепи используется гидронатяжитель с храповым механизмом, для смазки - отдельная масляная форсунка. Зазор в приводе клапанов регулируется при помощи набора толкателей, без использования шайб или гидрокомпенсаторов.
 |
Для некоторых регионов выпускались специфичные модификации 2NZ-FE под этилированный бензин, лишенные системы VVT-i, без нейтрализатора и сопутствующих элементов системы управления.
Смазка
Масляный насос трохоидного типа установлен на крышке цепи привода ГРМ и приводится непосредственно от коленчатого вала. Масляный фильтр расположен вертикально под двигателем, отверстием вверх.
Впуск и выпуск
Расположение коллекторов нового типа: пластиковый (для снижения веса и уменьшения нагрева воздуха на входе в двигатель) впускной - спереди, выпускной - сзади.
Впрыск топлива - традиционный распределенный, в нормальных условиях - секвентальный. В некоторых режимах (при низких температурах и небольшой частоте вращения) может использоваться попарный впрыск. Кроме того, может выполняться впрыск синхронизированный (один раз за цикл, при одном и том же положении коленчатого вала, с коррекцией продолжительности впрыска) или несинхронизированный (одновременно всеми форсунками).
Форсунки с многоточечным распылителем оптимизированы для мелкодисперсного рассеивания топлива.
Варианты установки кислородных датчиков (89465) - или перед нейтрализатором (внутренний рынок), или до и после нейтрализатора (внешний рынок).
Система зажигания - DIS-4 (отдельная катушка со встроенным коммутатором на каждый цилиндр). Свечи зажигания - обыкновенные (Denso K16R-U11, NGK BKR5EYA11).
Привод навесных агрегатов (генератор, компрессор кондиционера, насос охлаждающей жидкости) - единым ремнем (на моделях с ГУР его насос приводился отдельным ремешком), регулировка без автоматического натяжителя - перемещением генератора.
Тип "99/05
На моделях внешнего рынка, запускаемых в производство после начала 2005-го, появилась модификация, имевшая ряд отличий (главным образом, по системе управления).
Дроссельная заслонка с электронным управлением (ETCS): привод двигателем постоянного тока, бесконтактный двухканальный датчик на эффекте Холла, плюс отдельный датчик положения педали акселератора. ETCS выполняет и функции управления частотой вращения холостого хода (ISC) и, на более поздних моделях, VSC.
Свечи с центральным электродом из иридиевого сплава (Denso SK16R11).
Тип "99/10
В 2010-м, с переходом на эко-нормативы JC08, была немного доработана и версия внутреннего рынка - она получила датчик AFS, плоский датчик детонации, иридиевые свечи, однако еще сохранила классический привод дроссельной заслонки.
Все двигатели изначально получили ETCS, добавилось управление EGR и электронное управление вентилятором, на появившихся после 2005-го моделях использовался датчик AFS, плоский датчик детонации. Топливный коллектор выполняет функции демпфера пульсаций давления топлива. Свечи зажигания - "иридиевые", с удлиненной резьбовой частью (Denso FK20HR11, NGK ILFR6D11).
Система EGR . Система подачи отработавших газов на впуск служит для понижения температуры сгорания смеси и уменьшения содержания оксидов азота в выхлопе, а также для снижения насосных потерь на впуске.
Отбираемые из выпускного коллектора газы проходят через жидкостный охладитель и по сквозному каналу в головке блока направляются к клапану. Клапан EGR приводится в действие шаговым электродвигателем.
На выходе из клапана отработавшие газы поступают в коллектор EGR, который служит для равномерной подачи газов в каждый цилиндр.
Это "хорошо забытое старое" внедрение стало наиболее серьезным ухудшением конструкции 1NZ-FE. Технология отравления двигателя собственным выхлопом и покрытия впускного тракта нагаром - это однозначное зло, тем более, когда речь идет о малолитражном бензиновом моторе. При первой возможности практически на любом автомобиле линию EGR следует глушить, однако в данном случае совсем простого решения не получится - тойотовцы предусмотрели контроль исправности работы системы по датчику температуры EGR.
Практика
В целом, серию NZ на фоне большинства тойотовских двигателей нового поколения можно признать успешной и лишенной индивидуальных критических недостатков (вроде сорванных ГБЦ или хронического угара масла).
Довольно распространена проблема неустойчивых или заниженных оборотов холостого хода, иногда дополняемая заметными провалами на средних оборотах. Однозначной причины и универсального решения не существует, но данные двигатели любят чистоту - промывка корпуса дроссельной заслонки и клапана ISCV, очистка MAF-сенсора, очистка клапана вентиляции картера, оказывают разительное воздействие. Однако порой владельцы излишне зацикливаются на идее промывки, забывая, что иногда регулятор холостого хода, датчик расхода воздуха, неисправную катушку или состарившийся привод VVT приходится просто менять.
Повышенный расход масла для NZ - явление чисто возрастное. Как и на классических тойотовских моторах, он обычно развивается после 150 т.км и носит умеренный характер (200-300 мл / 1000 км), увеличиваясь при длительной езде с высокими оборотами. Переборка с заменой залегающих колец и задубевших маслосъемных колпачков имеет смысл при совсем уже неприличном угаре (более 500 мл).
Чаще происходят внешние утечки масла или "потение", которое даже не сказывается на уровне - из-под крышки цепи, из-под гидронатяжителя, по сальникам (субъективно - слишком часто начинает пропускать задний сальник коленвала). Из интересных связанных дефектов можно вспомнить протекание масла в датчик положения коленвала (выпуск начала 2000-х), чему посвящалась общеяпонская отзывная компания.
Опять-таки с возрастом может развиваться обычная тойотовская болезнь "треска" привода VVT после холодного запуска. Стоит напомнить, что приводы раннего образца (13050-21040) в конечном итоге были признаны производителем не слишком удачными и подлежащими замене на модифицированные (-21041).
Определенное внимание желательно уделять чистоте системы смазки и, в частности, линии VVT (включая пресловутый дополнительный фильтрик). Причем вероятность столкнуться с обильными отложениями шлама больше как раз на "беспробежных" машинах.
Наконец, не стоит забывать про ограниченный ресурс цепи привода ГРМ - формализовать это сложно, но за критичную величину можно взять все те же 150 т.км. И не забывать при замене цепи обновлять прочие элементы привода (звездочки (в идеале - и звездочку VVT), натяжитель, направляющую).
Еще одно замечание уже не относится напрямую к конструктивным особенностям этих моторов. С годами постепенно увеличивается масса автомобилей (под влиянием требований пассивной безопасности и за счет расширения списка стандартного оборудования), все сильнее давят на отдачу двигателей задранные эко-нормативы, но главное - ощутимо меняются негласные стандарты тяговооруженности. И условно терпимые когда-то характеристики 2NZ-FE не соответствуют современным понятиям о безопасном запасе по мощности и моменту, а у 1NZ-FE могут считаться нормой разве что для машин на базе B-класса (семейство Vitz, Corolla 160). Однако на полноценном C- или внутрияпонском D-классе (Auris, Allion/Premio) эти двигатели уже не могут обеспечить адекватной по сегодняшним меркам динамики.
Ну а все те, кому достаточно компактного автомобиля с 1NZ-FE, могут быть довольны - под капотом у них стоит один из столь редких удачных тойотовских двигателей нового времени.
Двигатели серии NZ (1NZ-FE и 2NZ-FE)
05.03.2008
Описание двигателей
Двигатели 1NZ-FE (1,5 л) и 2NZ-FE (1,3 л) четырехцилиндровые, рядные с 4 клапанами на цилиндр, как правило оснащаются системой VVT-i.
Таблица. Технические характеристики двигателей.
Примечание:
- *1 - 2WD, *2 - 4WD.
- *3 - для моделей внутреннего рынка рекомендован 92-й, для моделей внешнего - 95-й бензин.
- Приведенные значения мощности и крутящего момента являются ориентировочными и могут изменяться в зависимости от конкретной модификации, года выпуска и метода измерения, но в большинстве случаев погрешность не превышает 5% (
плюс-минус
).
Внешние скоростные характеристики и вид двигателя в разрезе
Особенности двигателей серии
NZ
Головка блока цилиндров.
Головка блока цилиндров легкосплавная.
Угол развала осей впускных и выпускных клапанов составляет 33,5°, что позволило сделать головку блока цилиндров достаточно компактной.
Блок цилиндров
Для значительного снижения веса блок цилиндров изготовлен из алюминиевого сплава, рубашка охлаждения открытая.Улитка насоса охлаждающей жидкости и впускной канал насоса расположены в блоке цилиндров. Чтобы обеспечить компактность, блок цилиндров сделан тонкостенным. Минимальная толщина стенки между соседними цилиндрами составляет 8 мм. По той же причине задний сальник коленчатого вала запрессован в блок цилиндров без использования держателя. Задняя часть блока цилиндров имеет рёбра для придания жесткости в соединении с трансмиссией. Ось коленчатого вала смещена относительно оси цилиндров на 12 мм.
Благодаря дезоксажу снижается давление поршня на стенку цилиндра при достижении максимального давления, что в свою очередь приводит к снижению расхода топлива и уменьшению износа.
Механизм газораспределения
Общая информация
- Каждый цилиндр имеет два впускных и два выпускных клапана.
- За открытие и закрытие клапанов отвечают два распределительных вала.
- В приводе распределительных валов используется однорядная роликовая цепь с мелким шагом.
- Для изменения характеристик двигателя на различных частотах вращения, снижения расхода топлива и уменьшения токсичности отработавших газов применена система изменения фаз газораспределения (VVT-i).
Механизм газораспределения.
1 - шкив VVT, 2 - цепь привода ГРМ,
3 - распределительный вал выпу-скных клапанов,
4 - распределительный вал впускных клапанов,
5 - успокоитель цепи привода ГРМ,
6 - башмак натяжителя цепи,
7 - натяжитель цепи.
Распределительные валы
Звездочка системы VVT-i установлена на распределительный вал впускных клапанов. Для подвода моторного масла к звездочке в распределительном валу есть масляный канал.
Ротор датчика положения распределительного вала расположен на конце вала впускных клапанов
1 - распределительный вал выпускных клапанов,
2 - распределительный вал впускных клапанов,
3 - звездочка системы VVT,
4 - ротор датчика положения распределительного вала.
Впускные, выпускные клапаны и толкатели
Для уменьшения веса регулировка зазора в приводе клапанов осуществляется с помощью регулировочных толкателей, а не с помощью традиционных регулировочных шайб.
Установка на двигатель клапанов с уменьшенным диаметром стержня позволила уменьшить сопротивление на впуске и выпуске, а также снизить массу клапанов.
Цепь привода ГРМ
Однорядная цепь с малым шагом (8 мм) предназначена сделать двигатель более компактным и менее шумным.
Для увеличения надежности цепь изготовлена из износостойких материалов.
Смазка цепи моторным маслом осуществляется масляной форсункой.
Для уменьшения шума и трения установлены натяжитель цепи, башмак натяжителя и успокоитель цепи.
1 - башмак натяжителя,
2 - натяжитель,
3 - звездочки распределительных валов,
4 - цепь,
6 - масляная форсунка,
7 - звездочка коленчатого вала.
Система смазки
В двигателе используется система смазки с полнопоточной очисткой масла и с подачей масла под давлением к основным движущимся деталям и узлам двигателя.
Масляный насос трохоидного типа. Внутри него расположены ведущий и ведомый роторы с внутренним зацеплением, которые вращаются в одном направлении. Привод осуществляется от коленчатого вала.
Масляный фильтр расположен внизу вертикально рядом с масляным поддоном.
Система охлаждения
В данных двигателях используется жидкостная система охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость циркулирует в блоке цилиндров по U-образному каналу, что улучшает охлаждение цилиндров.
Впускная и выпускная система
Коллекторы располагаются следующим образом: выпуск сзади, со стороны моторного щита, впуск - спереди.
Впускной коллектор
Впускной коллектор изготовлен из пластика для снижения веса и уменьшения теплопередачи от головки блока цилиндров. Это позволило снизить температуру воздуха на впуске, что привело к увеличению количества воздуха, поступающего в цилиндры.
Патрубки сделаны удлиненными для оптимизации формы впускного коллектора. В результате этого на низких и средних оборотах тяга и максимальная мощность увеличились.
Выпускной коллектор
Для более надежного крепления передней приемной трубы к выпускному коллектору было применено шаровое соединение.
Патрубки выпускного коллектора удлинены для увеличения крутящего момента на низких и средних оборотах.
Для снижения веса выпускной коллектор сделан стальным.
Двухпутевая система выпуска
Данные двигатели могут оснащаться двухпутевой системой выпуска. Эта система уменьшает противодавление давление, открывая или закрывая управляющий клапан, установленный в главный глушитель.
Открытие или закрытие клапана происходит в зависимости от работы двигателя, таким образом достигается тихая работа на низких оборотах и уменьшается сопротивление на выпуске при высоких оборотах двигателя.
Конструкция
Управляющий клапан установлен в главный глушитель.
При преодолении отработавшими газами усилия пружины, клапан открывается в соответствии с давлением газов.
Работа
:
1. Управляющий клапан закрыт (низкая частота вращения двигателя).
При низком давлении в главном глушителе клапан закрыт. Поэтому отработавшие газы не проходят через перепускной канал и шум от отработавших газов снижается.
2. Управляющий клапан открыт (средние и высокие частоты вращения двигателя).
Чем выше обороты двигателя и больше сопротивление на выпуске тем больше открывается управляющий клапан. Это позволяет пропускать значительную часть отработавших газов по перепускному каналу, таким образом существенно снижается противодавление.
Топливная система
Форсунки
Данные двигатели оснащены компактными форсунками, распылитель которых имеет 12 отверстий для лучшего распыления топлива.
Система перепуска топлива
Регулятор давления топлива, топливный фильтр и топливный насос объедены в топливную станцию, расположенную в бензобаке,это позволило избежать возврата топлива из подкапотного пространства. Благодаря этому снизилась температура внутри топливного бака, что привело к снижению выбросов паров топлива.
1 - топливный насос,
2 - топливный фильтр,
3 - форсунка,
4 - топливный коллектор,
5 - демпфер пульсаций давления топлива,
6 - регулятор давления,
7 - топливный бак.
Система зажигания
Общие сведения
В двигателях серии NZ используется система зажигания DIS-4 c одной катушкой зажигания для каждого цилиндра. Ее преимуществами являются точность определения момента подачи искры, отсутствие высоковольтных линий и вращающихся элементов.
Катушка зажигания
Колпачок, контактирующий со свечой, объединен с катушкой зажигания.
Для упрощения системы коммутатор встроен в катушку зажигания.
Схема системы впрыска топлива
|
|
|
1 - генератор, 2 - индикатор "CHECK ENGINE",
3 - разъем DLC3, 4 - выключатель запрещения запуска,
5 - замок зажигания, 6 - электронный блок управления двигателем,
7 - комбинация приборов (датчик скорости),
8 - компрессор кондиционера(реле компрессора кондиционера),
9 - датчик давления в магистрали ГУР, 10 - электрические потребители (нагрузка),
11 - аккумуляторная батарея, 12 - реле топливного насоса,
13 - датчик положения дроссельной заслонки,
14 - датчик расхода воздуха и датчик температуры воздуха на впуске,
15 - клапан ISCV (управления частотой вращения холостого хода),
16 - электропневмоклапан EVAP (системы улавливания паров топлива),
17 - адсорбер (аккумулятор паров топлива), 18 - форсунка,
19 - коммутатор, 20 - датчик положения распределительного вала, 21 - клапан VVT (системы изменения фаз газораспределения), 22 - топливный насос, 23 - датчик температуры охлаждающей жидкости,
24 - датчик детонации, 25 - датчик положения коленчатого вала,
26 - кислородный датчик B1S1, 27 - кислородный датчик B1S2,
|
Сидорин Константин
© Легион-Автодата
