В серии ZZ производителя Toyota двигатель 2ZZ GE разработан сотрудниками КБ Yamaha. Основным отличием от 1ZZ с таким же объемом цилиндров 1,8 л, разработанного в США (Буффало, Западная Вирджиния), является иное отношение хода поршня к диаметру цилиндра.
В 1ZZ отношение составляет 91,5 мм/79 мм, значит ДВС длинноходный, предназначенный для средних оборотов. В 2ZZ это соотношение чуть больше единицы – 85 мм/82 мм, то есть мотор почти «квадратный», что более удобно для высоких оборотов.
Технические характеристики 2ZZ GE 1,8 л/190 л. с.
В отличие от предыдущего семейства 3S в двигателе серии ZZ используется алюминиевый литой блок. Цилиндры изготовлены из алюминиевых гильз, схема двигателя соответствует «рядной четверке» с двумя верхними распредвалами – DOHC 16 V. Разработчикам Yamaha удалось увеличить мощность базовой версии 2ZZ GE за счет использования технических решений:
- степень сжатия 11,5 – только под бензин АИ-95/98;
- система VVTL-I – двойной профиль и впускного, и выпускного распредвала (подъем клапанов 7,6 мм с фазой 228 градусов и 11,2 мм с фазой 292 градуса на впуске, 7,6 мм с фазой 228 градусов и 10 мм с фазой 176 градусов на выпуске, соответственно);
- комплектация двумя коробками передач – типтроник и шестиступенчатая МКПП;
- система увеличения объема подачи воздуха – только после 2004 года за счет дополнительных отверстий над впускными клапанами;
- система зажигания DIS-4 – индивидуальная катушка для каждой свечи;
- система впрыска MPFI – впускной коллектор оснащен датчиком давления вместо воздухомера.
Система изменения фаз газораспределения VVT-i применялась в движках Toyota до этого времени. Механизм VVTL-i позволяет на высоких оборотах от 6200 мин-1 дополнительно увеличить подъем клапанов, но только после прогрева мотора до 60 градусов. Электронный ограничитель отсекает искру и подачу топлива на 8200 об/мин у Toyota Celica и 8500 у Lotus.
На максимальных оборотах наблюдается пик мощности силового привода автомобиля. Однако в этом случае возможно масляное голодание, разрушение маслонасоса. В первых моторах 2ZZ подъем клапанов оставался ненадежным, то есть его фактически не было. После 2002 года руководство доработало конструкцию простым увеличением длины лифт-болта.
Важной особенностью 2ZZ является то факт, что мотор гнет клапана в момент соударения их с поршнями при вытягивании или обрыве цепи ГРМ. Полные технические характеристики 2ZZ GE собраны в нижнюю таблицу:
| Изготовитель | Shimoyama Plant |
| Марка ДВС | 2ZZ GE |
| Годы производства | 1999 – … |
| Объем | 1796 см3 (1,8 л) |
| Мощность | 140 кВт (190 л. с.) |
| Момент крутящий | 180 Нм (на 6800 об/мин) |
| Вес | 112 кг |
| Степень сжатия | 11,5 |
| Питание | инжектор |
| Тип мотора | рядный бензиновый |
| Зажигание | DIS-4 |
| Число цилиндров | 4 |
| Местонахождение первого цилиндра | ТВЕ |
| Число клапанов на каждом цилиндре | 4 |
| Материал ГБЦ | сплав алюминиевый |
| Впускной коллектор | дюралевый |
| Выпускной коллектор | литой чугунный |
| Распредвал | 2 штуки по 8 кулачков на каждом |
| Материал блока цилиндров | алюминий с включением алюмосиликата |
| Диаметр цилиндра | 82 мм |
| Поршни | алюминиевые, юбка с напылением стали |
| Коленвал | 6 противовесов |
| Ход поршня | 85 мм |
| Горючее | АИ-95/98 |
| Нормативы экологии | Евро-4 |
| Расход топлива | трасса – 6,6 л/100 км смешанный цикл 8,4 л/100 км город – 10,5 л/100 км |
| Расход масла | максимум 0,6 л/1000 км |
| Какое масло лить в двигатель по вязкости | 5W30 |
| Какое масло лучше для двигателя по производителю | Liqui Moly,Idemitsu, Mobil, Motul |
| Масло для 2ZZ GE по составу | зимой синтетика, летом полусинтетика |
| Объем масла моторного | 4,4 л |
| Температура рабочая | 95° |
| Ресурс ДВС | заявленный 200000 км реальный 500000 км |
| Регулировка клапанов | шайбы |
| Система охлаждения | принудительная, антифриз |
| Объем ОЖ | 8,2 л |
| Помпа | GWT-124A |
| Свечи на 2ZZ GE | IFR6A11 от NGK или SK20R11 от Denso |
| Зазор свечи | 1,1 мм |
| Цепь ГРМ | 13506-88600 |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Воздушный фильтр | Bosch 0986AF2375, blue Print ADT32227, Ashika 20-02-239, Alco MD-9146 |
| Масляный фильтр | Blue Print ADT32112, Ashika 10-02-214 |
| Маховик | 8 посадочных отверстий |
| Болты крепления маховика | М12х1,25 мм, длина 26 мм |
| Маслосъемные колпачки | Corteco 19036033, BGA VK3360, Ajusa 57036500 |
| Компрессия | от 13 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар |
| Обороты ХХ | 750 – 800 мин-1 |
| Усилие затягивания резьбовых соединений | свеча – 31 – 39 Нм маховик – 62 – 87 Нм болт сцепления – 19 – 30 Нм крышка подшипника – 68 – 84 Нм (коренной) и 43 – 53 (шатунный) головка цилиндров – три стадии 20 Нм, 69 – 85 Нм + 90° + 90° |
В мануал изготовителя включено описание параметров ДВС и пошаговые инструкции для проведения ТО. Благодаря простой конструкции возможна и форсировка своими руками, и капремонт собственными силами в гараже.
Особенности конструкции
Проектировался двигатель 2ZZ GE с учетом следующих требований:
- пригодность для переднеприводных авто;
- уровень лучших мировых аналогов по объемам цилиндров;
- габариты, как у 1ZZ;
- форсировка «по оборотам» для нормальной приемистости на низах.
В результате версия 2ZZ получила следующие конструкционные особенности:
- алюминиевый блок из композитного материала – алюминий с волокнами алюмосиликата;
- дюралевая головка блока цилиндров с двумя распредвалами под 16 клапанов;
- увеличение диаметра цилиндра до предела (между ними осталась перемычка всего 5,5 мм);
- композитная гильза с высокой теплопроводностью (даже сталь перегревается в таких эксплуатационных условиях);
- объемы цилиндров 1,8 л за счет увеличения их диаметра, но снижения хода поршня;
- модернизация впускного тракта и выпускного коллектора;
- система VVTL-I с изменением фаз и высотой открывания клапана;
- газораспределение по схеме DOHC 16V;
- улучшенная схема подачи масла;
- компактно размещенное на корпусе навесное оборудование.
Считается, что капитальный ремонт блока цилиндров невозможен из-за малого размера перемычек — некуда растачивать под гильзу большего диаметра.
Перечень модификаций ДВС
Производитель выпускает несколько вариантов мотора с наддувом для повышения крутящего момента и мощности:
- 225 л. с. для Toyota Corolla Compressor;
- 242 л. с. для Lotus Exige;
- 252 л. с. для Lotus 2 Eleven.
В этих модификациях используется специальное навесное оборудование – нагнетатели Eaton M45 0,25 бар, компрессоры Eaton M62 0,3 бар с интеркуллерами для промежуточного охлаждения воздуха. В обозначение силового привода изменения при этом не вносились.
Плюсы и минусы
Основной конструкционной проблемой мотора 2ZZ GE остается сверхмалая величина перемычки между цилиндрами:
- во время остывания алюминиевого литого блока возможно с вероятностью более 75% образование раковин, каверн;
- включения алюмосиликата обладают иной скоростью остывания, возле них образуются микротрещины;
- в процессе отвердевания возможна пористая структура, опять же из-за инородных включений алюмосиликата ММС.
Подобное устройство ДВС изначально предрасположено к задирам гильзы. Сетка хона (специальное покрытие внутренней стенки гильзы) сминается, в отличие от аналогичного покрытия стальной или алюминиевой гильзы. Производитель объявил ресурс гильз достаточным, но не обеспечил этого на практике.
Для поршня справедливо все вышесказанное, поскольку эта деталь изготавливается по аналогичной технологии. Твердость юбки поршня повышается нанесением фосфорсодержащих и железосодержащих покрытий.
Путем долгих проб производителю удалось добиться износа поршневых колец, а не гильз в этой паре трения для некоторого увеличения ремонтопригодности ЦПГ.
Стопорный штифт является слабым местом системы VVTL-i, так как эта деталь постоянно соударяется со штоком, приводя к взаимному износу расходников. Часто срезается болт, которым крепится ось коромысел, нарушается смазка узла.
Достоинствами конструкции 2ZZ GE являются:
- сохранение габаритов относительно предыдущих модификаций серии;
- снижение потерь тепла за счет перегородки в выпускном тракте для быстрого разогрева каталитического нейтрализатора;
- крупногабаритный резонатор во впускном коллекторе;
- улучшенная конструкция масляного поддона, исключающая заводушивание системы смазки;
- эксплуатационный ресурс 500 тысяч км пробега.
Компоновка силового привода под капотом очень плотная, традиционная звукоизоляция практически невозможна. Для частичного снижения шума между ГБЦ и впускным коллектором имеются резиновые проставки.
Список моделей авто, в которых устанавливался
Разрабатывался мотор 2ZZ GE для переднеприводных машин Toyota:
- Celica 190 и T-Sport – для Великобритании, 198 л. с.;
- Celica GT-S – для США, 180 л. с.;
- Celica SS-II – для Японии, 187 л. с.;
- Corolla RunX RSi – для ЮАР, 199 л. с., 187 Нм;
- Corolla RunX Z Aero Tourer – для Японии, 187 л. с.;
- Corolla Fielder Z Aero Tourer – для Японии, 187 л. с.;
- Corolla XRS – для США, 170 л. с.;
- Corolla Compressor – для Европы, турбо версия 225 л. с.;
- Corolla TS – для Европы, 189 л. с.;
- Corolla Sportivo – для Австралии, 189 л. с., 180 Нм;
- Matrix XRS – для США, 18 л. с.;
- WiLL VS – для США, 190 л. с.
Подошли характеристики двигателя и для авто сторонних производителей:
- Lotus 2 Eleven – для Великобритании и США, турбо, 252 л. с.;
- Lotus Exige – для США и Великобритании, турбо, 243 л. с.;
- Lotus Elise – для Великобритании и Северной Америки, 190 л. с.;
- Pontiac Vibe GT – для США, 180 л. с.
Движок считается «заряженным», то есть пиковая мощность достигается на максимальных оборотах.
Регламент обслуживания 2ZZ GE 1,8 л/190 л. с.
«Одноразовый» атмосферный рядный цельноалюминиевый двигатель 2ZZ GE требует следующего регламента ТО:
- цепь ГРМ прослужит около 150000 км;
- зазоры клапанов рекомендовано регулировать каждые 30000 пробега;
- очистка вентиляции внутри картера изготовителем предусмотрена каждые 2 года;
- завод рекомендует замену масла и фильтра через 7500 км;
- фильтр топливный нужно обновлять после 30000 пробега;
- согласно регламенту производителя воздушный фильтр меняют ежегодно;
- с завода внутри антифриза присадки теряют свойства после 40000 км;
- в системе зажигания DIS-4 ресурс свечей движков равен 20000 пробега;
- стенки во впускном коллекторе начинают прогорать через 60000 км.
Частая смена масла обусловлена наличием системы VVTL-i и сложной схемой смазки стенок цилиндров.
Обзор неисправностей и способы их ремонта
Изначально мотор 2ZZ GE при обрыве цепи ГРМ гнет клапана поршнями из-за их соударения. Однако существуют и другие неполадки, характерные для него:
В моторах 1999 – 2002 года стоит короткий лифт-болт, на высоких оборотах не работает система VVTL-i. Проблема решается установкой длинного болта.
Варианты тюнинга мотора
Изначально производитель выпускает двигатель 2ZZ GE нескольких модификаций с разной мощностью и нагнетателями, поэтому чаще всего используется модернизация двух типов:
- чип-тюнинг – перепрошивка ЭБУ для восстановления исходных 190 л. с.;
- турбо-тюнинг – установка интеркуллера и нагнетателя.
Менее популярен атмосферный тюнинг по схеме:
- портинг головки ГБЦ;
- прямоточный выхлоп;
- облегченные шатуны, поршни и клапаны;
- 90 мм заслонка и коллектор DD Perfomance на впуске;
- высокопроизводительные форсунки 440сс;
- распредвалы MWR St.3.
После чего настраивается Apexi Power FC под новый режим работы для получения 250 л. с. минимум без снижения ресурса движка.
Таким образом, мотор 2ZZ GE стал на момент создания новым высокотехнологичным мощным и легким силовым приводом производителя Toyota. Недостатком является одноразовая конструкция, то есть низкая ремонтопригодность, несовершенная конструкция рокеров системы VVTL-i и эксплуатация на дорогом высокооктановом топливе из-за степени сжатия более 11 единиц. Пользователи оценивают движок в +4 балла.
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
Двигатель 2ZZ-FE - входит в линейку силовых агрегатов, которые выпускаются для автомобилей Toyota. Это спортивная версия моторов ZZ. Двигатель претерпел некоторых конструктивных изменений. Началось всё с изменённого композитного блока.
Характеристики и особенности моторов
Под новый блок цилиндров для 2ZZ-FE был разработан коленчатый вал. Кроме этого изменения коснулись и других узлов - конструкторы поставили усовершенствованную систему изменения фаз газораспределения VVTL-i, представляющая из себя обычную VVTi от 1ZZ-FE, но после 6200 об/мин подъем клапанов возрастает до 11.2/10.0 мм, и мотор выдаёт свои 190 л.с. на 7600 об/мин.
Toyota Corolla с мотором 2ZZ-FE.
Рассмотрим, основные технические характеристики 2ZZ -FE:
Обслуживание
Техническое обслуживание моторов 2ZZ -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.
Двигатель 2ZZ-FE.
Неисправности и ремонт
Как и любой другой мотор, Тойота 2ZZ 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:
Селика с движком 2ZZ-FE.
- Стук в моторе. В этом случае, зачастую, это растянутая цепь ГРМ, которую необходимо заменить.
- Вибрация. Для начала стоит проверить подушки двигателя.
- Повышенный расход масла. Подошло время подкинуть кольца. Также, стоит проверить масляные колпачки. Но, скорее всего, придётся делать капиталку, поскольку ресурс мотора составляет всего 200 000 км.
- Плавают обороты. Стоит проверить датчик РХХ и дроссельную заслонку. При необходимости почистить или поменять.
Вывод
Двигатель 2ZZ -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.
Eugenio,77 [email protected]
С переходом к двигателям нового поколения перед тойотовцами встал вопрос о новом заряженном моторе для переднеприводных моделей, на замену 4A-GE и 3S-GE. Во-первых, он должен был иметь такие же габариты, что и 1ZZ-FE, во-вторых - литровую отдачу "на уровне лучших мировых аналогов", в-третьих - максимально облегченную конструкцию. Само собой, форсировать нужно было по оборотам, а не при помощи наддува, и при этом совместить высокую мощность на максимальных оборотах с нормальной тягой на низах.
Первый 2ZZ-GE, созданный при традиционном участии мотористов Yamaha, появился на внешнем рынке вместе с новой Celica 230 в конце 1999 года.
| Двигатель | 4A-GE | 3S-GE | 1ZZ-FE | 2ZZ-GE |
| Рабочий объем, см3 | 1587 | 1998 | 1794 | 1795 |
| Мощность, л.с. | 165/7800 JIS | 190/7000 JIS | 130-140/6000 JIS | 190/7600 JIS |
| Крутящий момент, Нм | 162/5600 JIS | 206/6000 JIS | 171/4000 JIS | 180/6800 JIS |
| Степень сжатия | 11,0 | 11,0 | 10,0 | 11,5 |
| Диаметр цилиндра, мм | 81 | 86 | 79 | 82 |
| Ход поршня, мм | 77 | 86 | 91,5 | 85 |
Особенности двигателей семейства ZZ мы уже рассмотрели ранее, в статье "1ZZ-FE. Без права на ошибку", но новый силовой агрегат имеет несколько радикальных отличий - о них и речь.
Главной гордостью мотористов стал новый алюминиевый блок на основе MMC (это не "мицубиси моторс", а "композит" с алюмо-силикатными волокнами и включениями).
Дело в том, что 1ZZ представляет собой весьма длинноходный движок, поэтому и дальше форсировать его по оборотам при неизменном соотношении диаметра цилиндра и хода поршня было невозможно. В результате диаметр вырос до предела, а толщина перемычки между цилиндрами уменьшилась до 5,5 мм. Тоньше уже нельзя - иначе прокладка вообще не будет уплотнять газовый стык. Даже если в это расстояние и можно было бы вставить стальную гильзу, то все равно температура на перемычке превысила все допустимые пределы - поэтому тойотовцам пришлось применить своеобразную композитную гильзу.
Основные проблемы такой конструкции возникают при литье и, ввиду отсутствия традиционной чугунной гильзы, никак не выводятся:
- равномерность застывания (образуются раковины) и "непролитости";
- пористость (процесс отвердевания замедляется около включений с более низкой теплопроводностью);
- трещины (из-за разной скорости застывания в области включений MMC и в основной массе алюминия, на поверхности формы и внутри нее)
С литьевыми дефектами тойотовцы борются сильным предварительным нагревом формы, ламинарным заполнением ее жидким металлом, вакуумированием форм и т.п.
Невелика у MMC и стойкость к задирам - как известно, стальная гильза или чугунный блок сохраняют следы хона очень долго, а вот в случае алюминиевой гильзы происходит даже не "срезание", а "смятие" сетки хона (поверхность пластически деформируется). Победить этот момент невозможно, поэтому стойкость максимально сбалансировали составом композита - и объявили ее просто "достаточной".
Поршень для этого двигателя изготавливается по той же технологии MMC с алюмо-силиктными волокнами, а снаружи на юбку дополнительно наносится железо- и фосфорсодержащее покрытие для увеличения твердости.
Довольно долго пришлось подгонять друг у другу т.н. "гильзы" и поршневые кольца, чтобы износ все-таки шел в основном за счет колец, а не заведомо слабого в этом отношении цилиндра.
Вторым революционным для тойоты нововведением стала система VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift - изменяемые фазы газораспределения и высота подъема клапанов).
Традиционная VVT-i, аналогичная 1ZZ, отвечает за улучшение тяги на низких оборотах, а дополнительная часть - за максимальную мощность и максимальный момент, "подбрасывая угля" при частоте вращения более 6000 об/мин (высота подъема клапанов увеличивается с 7,6 мм до 10,0/11,2 мм).
Сам по себе механизм VVTL-i устроен достаточно просто. Для каждой пары клапанов на распредвале имеется два кулачка с разным профилем ("спокойным" и "агрессивным"), а на рокере - два разных толкателя (соответственно, роликовый и скользящий). В нормальном режиме рокер (и клапан) приводится от кулачка со спокойным профилем через роликовый толкатель, а подпружиненный скользящий толкатель работает вхолостую, перемещаясь в рокере. При переходе в форсированный режим давлением масла перемещается стопорный штифт, который подпирает шток скользящего толкателя, жестко соединяя его с рокером. Когда давление жидкости снимается, пружина отжимает штифт и скользящий толкатель вновь освобождается.
Изощренная схема с разными толкателями объясняется тем, что роликовый (на игольчатом подшипнике) дает меньшие потери на трение, но, при равной высоте профиля кулачка, обеспечивает меньшее наполнение (мм*град), а на высоких оборотах потери на трение почти выравниваются, так что с точки зрения получения максимальной отдачи становится выгоднее скользящий. Роликовый толкатель изготовлен из закаленной стали, а скользящий, хоть и использует ферросплав с повышенными противозадирными свойствами, все равно потребовал применения особой схемы орошения маслом, установленной в головке блока.
Самой ненадежной частью схемы стал стопорный штифт. Он не может за один оборот распредвала встать в рабочее положение, поэтому неизбежно происходит соударение штока со штифтом при их частичном перекрытии, от чего износ обоих деталей только прогрессирует. В конце концов он достигает такой величины, что штифт постоянно будет отжиматься штоком в исходное положение и не сможет зафиксировать его, поэтому постоянно будет работать только кулачок низких оборотов. С этой особенностью боролись тщательной обработкой поверхностей, уменьшением веса штифта, увеличением давления в магистрали, но до конца победить ее не смогли. А на практике по-прежнему случаются поломки оси и штифтов этого хитроумного рокера.
Второй распространенный дефект - срезается болт крепления оси коромысел, после чего та начинает свободно вращаться, подвод масла к рокерам прекращается, и VVTL-i в принципе не выходит в форсированный режим, не говоря уж о нарушении смазки всего узла.
Остальные доработки можно считать только сопутствующими. Потрудились инженеры над масляным поддоном, чтобы при перегрузках насос не захватывал воздух. Установили впускной коллектор с крупным резонатором, а на выпуске вставили перегородку, призванную снижать потери тепла и быстрее разогревать катализатор.
С нормальной звукоизоляцией моторного отсека при плотной компоновке возникли проблемы, поэтому борьба с шумом начинается уже в самом движке, с резиновых проставок между впускным коллектором и головкой.
Итоги
В активе у Toyot"ы появился новый, технологичный, довольно компактный, легкий и мощный двигатель. Причем, в отличие от предыдущих форсированных моторов, он в достаточной степени эластичен и может нормально тянуть на низких и средних оборотах, а на максимале - и поддать копоти.
В пассиве, кроме особенностей обычного 1ZZ:
- Сильно выросла степень сжатия (до 11,5), поэтому номинальным стал бензин с высоким ОЧ (95-й).
- Недоведенная конструкция рокеров VVTL-i.
- Одноразовость конструкции, характерная для всего нового поколения движков, усугубляется повышенными нагрузками и своеобразностью материалов - это самый не-живучий из заряженных тойотовских двигателей. Как показывает опыт, по надежности он даже рядом не стоял с 4A-GE и 3S-GE.
С переходом к двигателям нового
поколения перед тойотовцами встал вопрос о новом заряженном моторе для
переднеприводных моделей, на замену 4A-GE и 3S-GE.
Во-первых, он должен был иметь такие же габариты, что и 1ZZ-FE,
во-вторых - литровую отдачу "на уровне лучших мировых аналогов",
в-третьих - максимально облегченную конструкцию. Само собой,
форсировать нужно было по оборотам, а не при помощи наддува, и при этом
совместить высокую мощность на максимальных оборотах с нормальной тягой
на низах.
Первый 2ZZ-GE, созданный при традиционном участии
мотористов Yamaha, появился на внешнем рынке вместе с новой Celica 230 в
конце 1999 года.
| Двигатель | 4A-GE | 3S-GE | 1ZZ-FE | 2ZZ-GE |
| Рабочий объем, см3 | 1587 | 1998 | 1794 | 1795 |
| Мощность, л.с. | 165/7800 JIS | 190/7000 JIS | 130-140/6000 JIS | 190/7600 JIS |
| Крутящий момент, Нм | 162/5600 JIS | 206/6000 JIS | 171/4000 JIS | 180/6800 JIS |
| Степень сжатия | 11,0 | 11,0 | 10,0 | 11,5 |
| Диаметр цилиндра, мм | 81 | 86 | 79 | 82 |
| Ход поршня, мм | 77 | 86 | 91,5 | 85 |
Главной гордостью мотористов стал новый алюминиевый блок на основе MMC (это не "мицубиси моторс", а "композит" с алюмо-силикатными волокнами и включениями).
Дело
в том, что 1ZZ представляет собой весьма длинноходный движок, поэтому и
дальше форсировать его по оборотам при неизменном соотношении диаметра
цилиндра и хода поршня было невозможно. В результате диаметр вырос до
предела, а толщина перемычки между цилиндрами уменьшилась до 5,5 мм.
Тоньше уже нельзя - иначе прокладка вообще не будет уплотнять газовый
стык. Даже если в это расстояние и можно было бы вставить стальную
гильзу, то все равно температура на перемычке превысила все допустимые
пределы - поэтому тойотовцам пришлось применить своеобразную композитную
гильзу.
Основные проблемы такой конструкции возникают при литье и, ввиду отсутствия традиционной чугунной гильзы, никак не выводятся:
- равномерность застывания (образуются раковины) и "непролитости"
- пористость (процесс отвердевания замедляется около включений с более низкой теплопроводностью)
- трещины (из-за разной скорости застывания в области включений MMC и в
основной массе алюминия, на поверхности формы и внутри нее)
С
литьевыми дефектами тойотовцы борются сильным предварительным нагревом
формы, ламинарным заполнением ее жидким металлом, вакуумированием форм
и т.п.
Невелика у MMC и стойкость к задирам - как известно,
стальная гильза или чугунный блок сохраняют следы хона очень долго, а
вот в случае алюминиевой гильзы происходит даже не "срезание", а
"смятие" сетки хона (поверхность пластически деформируется). Победить
этот момент невозможно, поэтому стойкость максимально сбалансировали
составом композита - и объявили ее просто "достаточной".
Поршень для этого двигателя изготавливается по той же технологии MMC с
алюмо-силиктными волокнами, а снаружи на юбку дополнительно наносится
железо- и фосфорсодержащее покрытие для увеличения твердости.
Довольно долго пришлось подгонять друг у другу т.н. "гильзы" и поршневые
кольца, чтобы износ все-таки шел в основном за счет колец, а не
заведомо слабого в этом отношении цилиндра.
Вторым революционным для тойоты нововведением стала система VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift - изменяемые фазы газораспределения и высота подъема клапанов).
Традиционная VVT-i, аналогичная 1ZZ, отвечает за улучшение тяги на
низких оборотах, а дополнительная часть - за максимальную мощность и
максимальный момент, "подбрасывая угля" при частоте вращения более 6000
об/мин (высота подъема клапанов увеличивается с 7,6 мм до 10,0/11,2
мм).
Сам по себе механизм VVTL-i устроен достаточно просто. Для
каждой пары клапанов на распредвале имеется два кулачка с разным
профилем ("спокойным" и "агрессивным"), а на рокере - два разных
толкателя (соответственно, роликовый и скользящий). В нормальном режиме
рокер (и клапан) приводится от кулачка со спокойным профилем через
роликовый толкатель, а подпружиненный скользящий толкатель работает
вхолостую, перемещаясь в рокере. При переходе в форсированный режим
давлением масла перемещается стоп. штифт, который подпирает шток
скользящего толкателя, жестко соединяя его с рокером. Когда давление
жидкости снимается, пружина отжимает штифт и скользящий толкатель вновь
освобождается.
Изощренная схема с разными толкателями
объясняется тем, что роликовый (на игольчатом подшипнике) дает меньшие
потери на трение, но, при равной высоте профиля кулачка, обеспечивает
меньшее наполнение (мм*град), а на высоких оборотах потери на трение
почти выравниваются, так что с точки зрения получения максимальной
отдачи становится выгоднее скользящий. Роликовый толкатель изготовлен
из закаленной стали, а скользящий, хоть и использует ферросплав с
повышенными противозадирными свойствами, все равно потребовал
применения особой схемы орошения маслом, установленной в головке блока.
Работа на низких и средних оборотах
Работа на высоких оборотах
Самой
ненадежной частью схемы стал стоп. штифт. Он не может за один
оборот распредвала встать в рабочее положение, поэтому неизбежно
происходит соударение штока со штифтом при их частичном перекрытии, от
чего износ обоих деталей только прогрессирует. В конце концов он
достигает такой величины, что штифт постоянно будет отжиматься штоком в
исходное положение и не сможет зафиксировать его, поэтому постоянно
будет работать только кулачок низких оборотов. С этой особенностью
боролись тщательной обработкой поверхностей, уменьшением веса штифта,
увеличением давления в магистрали, но до конца победить ее не смогли. А
на практике по-прежнему случаются поломки оси и штифтов этого
хитроумного рокера.
Второй распространенный дефект - срезается
болт крепления оси коромысел, после чего та начинает свободно
вращаться, подвод масла к рокерам прекращается, и VVTL-i в принципе не
выходит в форсированный режим, не говоря уж о нарушении смазки всего
узла.
Остальные доработки можно считать только
сопутствующими. Потрудились инженеры над масляным поддоном, чтобы при
перегрузках насос не захватывал воздух. Установили впускной коллектор с
крупным резонатором, а на выпуске вставили перегородку, призванную
снижать потери тепла и быстрее разогревать катализатор.
С
нормальной звукоизоляцией моторного отсека при плотной компоновке
возникли проблемы, поэтому борьба с шумом начинается уже в самом движке,
с резиновых проставок между впускным коллектором и головкой.
Итоги
В активе у Toyot"ы появился новый, технологичный, довольно компактный,
легкий и мощный двигатель. Причем, в отличие от предыдущих
форсированных моторов, он в достаточной степени эластичен и может
нормально тянуть на низких и средних оборотах, а на максимале - и
поддать копоти.
В пассиве, кроме особенностей обычного 1ZZ:
- Сильно выросла степень сжатия (до 11,5), поэтому номинальным стал бензин с высоким ОЧ (95-й).
- Недоведенная конструкция рокеров VVTL-i.
- Одноразовость конструкции, характерная для всего нового поколения
движков, усугубляется повышенными нагрузками и своеобразностью
материалов - это самый не-живучий из заряженных тойотовских двигателей.
Как показывает опыт, по надежности он даже рядом не стоял с 4A-GE и
3S-GE.
Производство минивэна Mitsubishi Xpander будет организовано на одном из предприятий, находящихся на территории Вьетнама. В настоящее время на этом производстве выпускаются Mitsubishi Outlander.
В настоящее время Xpander производится на единственном предприятии. Автозавод находится на территории Индонезии. Вьетнамские производственные мощности смогут выпустить первый минивэн в 2020 году. Решение открыть производство таких автомобилей именно во Вьетнаме, во многом обусловлено повышенным спросом именно на Xpander в этой стране. В прошлом году было приобретено около 14 тысяч Mitsubishi Xpander. Рынок легковых автомобилей Вьетнама насчитывает всего около 600 тысяч транспортных средств. На этом фоне спрос на минивэны выглядит обнадеживающим.
Машина появилась на мировом рынке в 2017 году. Это минивэн с элементами кроссовера. В салоне автомобиля может разместиться 7 человек, включая водителя. Кресла расположены в три ряда. В арсенале Mitsubishi Xpander бензиновая силовая установка мощностью 104 лошадиных силы. Объем двигателя 1,5 литра.
