Модификации двигателя Toyota 1JZ

Оглавление

	

	Введение	2

	Модификации двигателя Toyota 1JZ	4

	Технические характеристики и конструкции	5

	Конструкция двигателя 1JZ-FSE	8

	Слабые места 1JZ, неисправности и их причины	15

	Тюнинг двигателя Toyota 1JZ-FSE	17

	Заключение	19

	Список использованной литературы	20

































		

Введение





Рис.1 Двигатель серии JZ



В 1990 году концерн «Тойота» начал применять на своих автомобилях двигатели новой серии – JZ. Они стали заменой М-серии, которую многие эксперты до сих пор считают самой удачной за всю историю существования этой компании. Но прогресс не стоит на месте, — новые двигатели были задуманы, как более долговечные и надежные, к тому же они снабжались целым списком дополнительных примочек, призванных защитить экологию планеты от вредных выбросов постоянно растущего количества автомобилей. Прошло несколько лет и вот в 2000 году появляется еще более совершенное творение в этой серии двигатель 1JZ-FSE, работающий по технологии D-4, то есть с прямым впрыском топлива под высоким давлением, аналогично тому, как это происходит в дизельных агрегатах.

Конечно, бензиновый двигатель не получает ни прироста мощности, ни увеличения крутящего момента, зато гарантируется экономия топлива и улучшение тяги на низких оборотах.

Но уже в 2005 году компания прекратила выпуск 1JZ-FSE, а последние новые автомобили, оснащенные ним, продали в 2007.

В случае если строго придерживаться инструкции и ухаживать за машиной, то существенных проблем с ней возникать не должно. Но есть несколько неприятных моментов:

Плохая доступность свечей зажигания (чтобы хоть как-то нивелировать этот недостаток, производители двигателя 1JZ-FSE 4d вынуждены были установить на центральных цилиндрах «платиновые»);

Все навесные агрегаты имеют общий приводной ремень с гидронатяжителем, к тому же производства США, чья продукция сильно уступает в долговечности родной японской;

Высокая чувствительность к попаданию влаги;

У этого двигателя может быстро выходить из строя плунжерная пара насоса высокого давления по причине существенных отличий в составе российского и японского топлива, которым и осуществляется ее смазка.

Дело в том, что смазочные свойства японского бензина превышают аналогичный показатель российского более чем одиннадцатикратно за счет применения особых присадок. Поэтому хозяева автомобилей, оснащенных двигателем тнвд 1JZ-FSE, достаточно часто «попадают» на замену насоса (около 950 долларов США) и форсунок (около 350 долларов США за каждую). Эти расходы можно назвать абонентской платой за «управление мечтой».



























Модификации двигателя Toyota 1JZ



1. 1JZ-FSE D4 — двигатель 1JZ с непосредственным впрыском, степень сжатия 11, мощность 200 л.с. Выпускалась с 2000 по 2007 год.
          2. 1JZ-GE — основная атмосферная версия 1JZ. Первая версия, выпускавшаяся до 1996 года, имела степень сжатия 10 и развивала 180 л.с., после чего были внесены изменения, появилась VVTi, изменились шатуны, доработана ГБЦ, степень поднялась до 10.5, в системе зажигания трамблер заменили на 3 катушки зажигания и т.д. Мощность второго поколения 1JZ-GE поднялась до 200 л.с.
           3. 1JZ-GTE — турбо версия 1JZ-GE на двух турбинах CT12A, дующих 0.7 бар, заменена ШПГ, ГБЦ разрабатывалась при участии компании Yamaha, стандартные распредвалы на 1JZ идут фаза 224/228, подъем 7.69/7.95 мм. В 1996 году был проведен рестайлинг мотора, две турбины поменяли на одну СТ-15B, добавилась VVTi, степень сжатия увеличилась до 9, мощность осталась на прошлом уровне (280 л.с.), а вот момент подрос, с 363 Нм, до 378 Нм.





























Технические характеристики и конструкции



Двигатель 1JZ-FSE





Кол-во цилиндров

6

Расположение   цилиндров

рядное

Клапаны

VVT-i, DOHC 24V

Объем двигателя, л(куб. см)

2,5 л(2492)

Мощность, л.с.(Н · м)

197(250)

Система впрыска

Непосредственный D-4

Система зажигания

Трамблер / DIS-3



В 2000-м году Toyota представила наименее признанного члена семьи 1JZ-FSE с непосредственным впрыском топлива. Toyota аргументирует появление таких двигателей их более высокой экологичностью и топливной экономичностью без потерь мощности относительно базовых моторов семейства.

В 2,5 литровом 1JZ-FSE установлен такой блок, как в обычном 1JZ-GE. Головка блока такая же. Впускная система спроектирована таким образом, чтоб при определенных условиях двигатель работал на сильно обедненной смеси от 20 до 40:1. В связи с чем расход топлива снижается на 20%(по Японским исследованиям в режиме 10/15 км./ч).

Мощность 1JZ-FSE с системой непосредственного впрыска D4 составляет 197 л.с. и 250 Н · м, 1JZ-FSE всегда оснащался автоматической коробкой передач.

Двигатель устанавливался на автомобили:

Toyota Mark II

Toyota Brevis

Toyota Progres

Toyota Verossa

Toyota Crown

Toyota Mark II Blit

Главные отличия конструкции агрегата от двигателя с обычным впрыском

ТНВД способен создавать рабочее давление до 120 бар, в то время как электронасос инжекторного двигателя – только до 3.5 бар.

Вихревые форсунки создают топливные факелы различной формы, — в мощностном режиме – конической, а при сгорании обедненной смеси – узкий, сдвигаемый к свече, притом, что по всему остальному объему камеры сгорания, смесь – сверхобедненная. Факел направлен таким образом, что жидкая фракция топлива не попадает, ни на головку поршня, ни на стенки цилиндра.

Днище поршня имеет особую форму и на нем есть специальная выемка, благодаря которой и происходит перенаправление топливовоздушной смеси к свече зажигания.

В двигателях FSE применяются впускные вертикально направленные каналы, обеспечивающие в цилиндре формирование так называемого обратного вихря, отправляющего топливовоздушную смесь в сторону свечи зажигания и улучшающего наполнение воздухом цилиндров (в обычных двигателях этот вихрь направлен в другую сторону).

Управление дроссельной заслонкой осуществляется опосредовано, то есть педаль акселератора не тянет трос, ее положение лишь фиксируется датчиком. Заслонка же меняет положение при помощи привода от электродвигателя.

Двигатели FSE выделяют много NO, но эта проблема решена за счет применения каталитических нейтрализаторов накопительного типа в сочетании с традиционными — трехкомпонентными.                                                                                                                          
















































Конструкция двигателя 1JZ-FSE

На фотографии представлена топливная рейка от двигателя 1JZ-FSE. Датчик давления и клапан аварийного сброса расположены рядом, инжекторы отличаются от 1AZ-FSE только цветом пластика обмотки и производительностью.
  

Инжекторы
Новая конструкция инжекторов двигателя 1JZ-FSE доказала свою несостоятельность. Инжекторы облегченные и не разборные. Они практически одноразовые. При жесткой промывке начинают течь. Их очень трудно извлекать из головки, и они имеют очень хрупкий пластик обмотки. А стоимость одной форсунки составляет 13000 рублей.
   
Конструктивно был изменён распыл инжектора. Он имеет форму щели.
   

Изменением давления достигается изменение распыла форсунки. Он может быль либо конусным, либо веерным, или в виде ограниченного заряда.

Цвет обмотки изменился при эксплуатации. Это говорит о том, что обмотка при работе сильно греется. Этот перегрев пластика и является причиной отрыва контактной площадки при демонтаже инжектора. Момент перегрева необходимо учитывать и при очистке ультразвуком, без проточного охлаждения применять промывку в у\з ваннах с подогревом не рекомендуется. При заказе японцы предлагают инжекторы двух цветов коричневый и черный. Коричневый цвет, соответствует серому цвету, черный – черному.

         Фильтрация топлива на новых двигателях осуществлена обычным образом. Первая фильтрация производится сеткой на входе первого насоса. Давление первого насоса 4,0-4,5кг для обеспечения полноценного питания ТНВД на всех режимах работы. Замер давления при диагностике, нужно производить манометром через входной порт прямо на ТНВД. При запуске двигателя давление должно «набиваться» до своего пика за 2-3 секунды, иначе запуск будет долгим или его не будет вовсе.    


Впускной коллектор и очистка от сажи.
Сложная конструкция коллектора и дополнительных заслонок была заменена более простым решением на двигателях АZ и JZ. Конструктивно были увеличены проходные каналы, сами заслонки управляются теперь простым вакуумным сервоприводом и одним электромагнитным клапаном. А положение заслонок не контролируется. 

На фото клапан управления заслонками вакуумный привод заслонок двигателя 1JZ-FSE.


   

Но всё же, необходимость в регулярной очистке полностью не исключена. На следующей фотографии грязные заслонки от двигателя 1JZ-FSE. Демонтаж коллектора здесь еще более неприятный. Если не отсоединить инжекторы (проводку) есть большая вероятность легкого отлома их обмоток, а стоимость одного инжектора просто колоссальна. При очистке коллектора следует  очищать и клапана головки и надклапанное пространство.Каждое окно чистится индивидуально. Для очистки следует полностью  закрывать впускные клапаны того цилиндра который чистится. Сажу вычищают всевозможными приспособлениями и выдувают сжатым воздухом. На фото ниже коллектор ,клапаны головки,процесс очистки.

При текущих маслосъёмных колпачках сгоревшее масло благополучно попадает через линию клапана EGR во впускной коллектор.
На фото отчетливо видны пласты кокса. Это масло, в купе с сгоревшей серой из топлива, пакует впускные заслонки и клапаны. Что неминуемо приводит к уменьшению проходного сечения каналов.

Общий вид двигателя представлен на Фото 1  В режиме холостого хода реализуется экономичный режим работы, при котором соотношение топливо-воздушной смеси составляет 25-1, о чем свидетельствует лампочка на панели приборов "ECONOM". При этом длительность импульса форсунок составляет, примерно, 0.6 мс. При увеличении нагрузки, двигатель переходит в работу в мощностном режиме, при котором соотношение уже составляет 13-1.



 Для увеличении времени открытия клапанов, что способствует увеличению объема воздуха, поступающего в цилиндры, включается в работу клапан VVT-i, который открывает масляный канал устройства изменения фаз газораспределения. Сам механизм изменения фаз газораспределения расположен под крышкой, где крепится топливный насос высокого давления 

Технически, клапан VVT-i  выполнен таким образом, что неисправность его может быть вызвана только обрывом обмотки. Каналы клапана достаточно большие, что привести к закоксовыванию их, практически, не возможно (если только вместо масла не использовать солидол).

Так же, для увеличения объема воздуха, поступающего в цилиндры, используется система, регулирующая сечение впускного коллектора (переменное сечение впускного коллектора). Во впускном коллекторе находится вал с заслонками, которые приоткрываются, в зависимости от нагрузки двигателя. Управление заслонками осуществляется электродвигателем, а положение заслонок определяется трехпроводным датчиком.

Одним из больных вопросов в конструкции этого двигателя является система холодного пуска. В этом двигателе система холодного пуска реализована несколько другим способом, как это было ранее. Как вы помните, в систему холодного пуска, ранее, входил датчик холодного пуска. Управление форсункой холодного пуска (Фото 4) осуществляет блок управления двигателем по сигналу датчика температуры охлаждающей жидкости. Многие проблемы, связанные с холодным пуском двигателя, в большей степени, зависят от исправности форсунки холодного пуска. Этой зимой несколько раз приходилось сталкиваться с неисправностью форсунки. Результат удавалось получить, используя ультрозвуковую чистку.

Интересным элементом конструкции этого двигателя является датчик давления топлива.

Конструктивно, датчик давления топлива представляет собой трехпроводный датчик. По сигналу этого датчика, блок определяет значение высокого давления в топливной рейке. Так как значение давления влияет на количество топлива, поступающего в цилиндры – эта информация является значимой при определении длительности импульса открытия  форсунки.

Кроме того, при отсутствии давления в топливной рейке, система блокирует запуск двигателя. У меня предположение, что блокируется управление форсунками, хотя проверить это не удалось. Во время работы с этим двигателем, появилось еще одно предположение. Измеряя значение напряжения на выходе датчика давления топлива, можно, хотя бы и относительно, судить о давлении топлива в топливной рейке. При нормальных условиях, напряжение на выходе датчика составляет 1.8 – 2.0 В.

И теперь о самом интересном. Топливный насос высокого давления и демонтированный.

 Топливный насос высокого давления представляет собой устройство (если так можно его назвать), которое предназначено для того, чтобы создать определенное давление в топливной магистрали. Так как степень сжатия в этом двигателе составляет, примерно, 12 кг/см? и при этом, необходимо создать условия распыления топлива, следовательно, давление топлива в магистрали высокого давления должно превышать это значение в 4 – 5 раз, т.е. составлять 40 – 50 кг/см? (хотя кто-то из ребят в Сибири умудрился померить давление, которое составило около 120 кг/см?). Каким же образом создать такое высокое давление?Для этих целей и создан насос высокого давления. Подача топлива из бака осуществляется обычным погружным насосом. Давление в топливной магистрали низкого давления составляет 4 кг/см?. Топливный насос высокого давления приводится в действие кулачком распредвала.

































Слабые места 1JZ, неисправности и их причины



1. Не заводится 1JZ. Обычно причина в залитых свечах, выкручивайте и сушите. Если не поможет, замените свечи. Двигатель 1JZ боится мойки и морозов.
          2. Троит мотор. Основная причина троения джезетов описана выше, посмотрите еще и катушки. Если двс с ввти, проверьте клапан VVTi.
          3. Плавают обороты. Меняйте клапан VVTi и все наладится. Еще причины плавания и отсутствия прогревочных оборотов: датчик/клапан холостого хода, дроссельная заслонка. После промывки последних, мотор будет работать как часы.
          4. Высокий расход топлива на 1JZ. Проверяйте кислородный датчик, в основном, причина именно в лямбда-зонде. Посмотрите еще маф и фильтры.
          5. Стук в двигателе. На движках с VVTi треск вызван, скорей всего, муфтой VVTi, их ресурс не слишком велик. Кроме того, стучать могут неотрегулированные клапана (их мало кто регулирует) и шатунные вкладыши. Шум может создавать и подшипник натяжителя ремня навесных агрегатов, в данном случае спасет его замена.
          6. Жор масла. Высокий расход масла на 1JZ дело неудивительное, ибо пробег на вашем движочке, скорей всего, жуткий. Делать раскоксовку не слишком эффективно, лучше сразу менять маслосъемные колпачки и кольца, а еще лучше и эффективней, заменить мотор на контрактный и бед не знать.



Помимо всего прочего, на 1 джизетах помпа долго не живет (как на многих тойотах), не живет долго и вискомуфта, на версиях FSE слабое и довольно дорогостоящее звено ТНВД, ходит он примерно 80-100 тыс. км. Несмотря ни на что, все вышеобозначенные проблемы вызваны, скорей, возрастом двс, манерой эксплуатации, нежели просчетами инженеров. Хороший, ухоженный 1JZ, при нормальном обслуживании, и использовании качественного масла (5W-30), просто неубиваем и его ресурс запросто переваливает за 500.000 км.

Часто приходится мыть заслонку, по причине заниженных оборотов.
На двигателях 1JZ-FSE на первом месте стоит отказ клапана управления заслонками во впускном коллекторе. В клапане отгорает контакт обмотки. Блок управления регистрирует ошибку. При такой проблеме резко падает мощность двигателя и увеличивается расход топлива.
      Другая проблема отказ катушек зажигания из-за неисправных свечей
Реже приходится браковать насосы по потере стартового давления.
Нередки отказы работы электронной заслонки из-за сбоев работы датчика положения заслонки.
     Есть еще один момент с двигателями 1JZ-FSE. При полном отсутствии бензина в баке и при этом вращении стартером, (попытка запустить автомобиль) блок управления регистрирует ошибки бедной смеси и низкого давления в топливной системе. Что является логичным для блока управления. За бензином должен следить владелец, а вот за давлением бортовой компьютер. Транспарант контроля двигателя, после возникновения ошибок в такой банальной ситуации, раздражает владельца. А удалить ошибку можно либо сканером, либо отключением АКБ. Из всего сказанного следует – не стоит эксплуатировать авто с минимальным уровнем топлива, тем самым можно сэкономить на визит к диагностам.
  
       Огромную проблему доставляют оплавленные катализаторы. На двигателе 1JZ-FSE их съём проблематичен, а удаление требует сварки. А вот на двигателе 1AZ-FSE проблематично замерить противодавление выхлопа в силу конструктивного исполнения.
Датчики кислорода также славятся отрывом подогревателя.
В зимнее время встречаются замученные владельцами моторы после запусков с эфиром. Пластиковые коллекторы после таких действий прогорают. Из-за полученного нештатного подсоса воздуха запуск мотора становится проблематичным.
Зимний запуск отдельная тема. Решить глобально проблему можно установкой любого типа подогревателя на двигатель и обеспечить заправку правильным топливом. 
Много хлопот доставляют и датчики давления топлива. При неправильных показаний датчика запуск мотора невозможен.
В заключение хотелось бы отметить, что грамотное обслуживание и своевременная диагностика моторов, оборудованных непосредственным впрыском, позволяют владельцам долголетнюю эксплуатацию своих автомобилей, без значительных затрат.
Отточенные современные технологии позволяют без разборок промывать топливную систему (достаточно такой процедуры один раз в год).Эта процедура избавляет от дорогостоящих разборов мотора.
Много споров по поводу экономии топлива. Вывод очевиден. В пробках такие моторы заметно выигрывают в расходе топлива. Весь негатив против прямого впрыска основан на эксплуатации мёртвых двигателей с отработанным ресурсом. Автомобили с новыми моторами бегают по нашим дорогам годами, и без серьёзного обслуживания.













































Тюнинг двигателя Toyota 1JZ-FSE



В тюнинге джейзетов существует единственно верный путь увеличения мощности, естественно, это наддув. Пытаться переделать 1JZ-GE в 1JZ-GTE смысла нет, при одинаковом коленвале, блок GTE отличается маслоканалами и маслофорсунками, кроме того, городить такой колхоз гораздо более затратное мероприятие, нежели просто купить и установить контрактный двигатель тойота 1JZ-GTE, их стоимость не так уж и велика. Если вы человек жутко упертый, тогда можно заморочиться с валами с фазой 264 … 272, делать портинг ГБЦ, холодный впуск, дроссельную заслонку от 1JZ-GTE, ставить прямоток на 2.5? трубе… в конце концов, все равно придете к свапу twin turbo-вого 1JZ-GTE. Полноценно переделать 1JZ в 2JZ не выйдет, высота блока 2JZ отличается на 14 мм и придется ставить короткие шатуны, в результате имеем повышенные нагрузки на шатуны, стенки цилиндров,склонность к масложору и прочие радости, для мощного мотора это неприемлимо.

В общем имеем 1JZ-GTE, для городского тюнинга хватит обычного бустапа, поэтому ставим насос Walbro 255 lph, выбрасываем катализатор и строим выхлоп на 3? трубе,  полный выхлоп, без заужений, холодный забор воздуха, это позволит на шатаном эбу поднять давление с 0,7 бар до 0,9. Далее покупаем бустап мозг Blitz (либо другой), бустконтроллер, блоуофф, интеркулер и дуем 1.2 бара. Такой простой чип-выхлоп-насос, позволит поднять мощность на 100 л.с., после чего заканчиваются стандартные форсунки и турбины.
Если мотор 1JZ-GTE для вас по-прежнему не едет, тогда смотрим дальше…

Дальше нужно заказывать турбокит на базе турбины Garrett GTX3076R, толстый 3-х рядный радиатор, масляный радиатор, забор холодного воздуха, заслонка 80 мм, насос Walbro 400 lph, армированные топливные шланги, форсунки производительностью 800 сс, валы фаза 264, выхлоп на 3.5? трубе, настройка на APEXI PowerFC или AEM Engine Management Systems. Подобные конфигурации обеспечивают до 550-600 л.с., АКПП на 1JZ, при такой мощности, обязательно потребует усиления.
Если и этого мало, тогда ищите киты на базе Garrett GTX3582R, в мотор ковку на усиленных шатунах Carrillo, форсы 1000 сс и дуйте до 700-750 л.с.
До 1000 л.с. на 1JZ можно дойти с помощью Garrett GT4202, но этим занимаются единицы…
Для еще большего увеличения мощности практикуется перенос готовой головы, со всем сопутствующим, на блок 2JZ, тем самым получая больший рабочий объем, отсутствие лишней возни, и существенно возросшую мощность, в народе такой мотор называют 1.5JZ.















































Заключение



Приход на наш рынок автомобилей с двигателями, оснащенными непосредственным впрыском топлива, заставил сильно поволноваться неподготовленных владельцев. Отвыкшие, от нормального правильного обслуживания японских моторов, владельцы D-4 ,были не готовы к запланированным финансовым тратам и регулярной диагностики мотора. Из всех преимуществ - небольшого снижения расхода топлива в пробках, и разгонных характеристик. Было много недостатков. Невозможность гарантированного зимнего запуска моторов. Ежегодные чистки коллекторов и риски замены дорогостоящих деталей и непрофессионализм ремонтников - всё это породило народный негатив к новому типу впрыска. Но прогресс не стоит на месте и обычный впрыск постепенно вытесняется. Технологии усложняются, вредные выбросы уменьшаются даже при использовании низкокачественного топлива. Двигатель 3S-FSE сегодня уже почти не встретишь. Ему на смену пришёл новый двигатель D-4 1AZ-FSE. А в нем устранены многие недоработки, и он с успехом завоевывает новые рынки. 

      Следует отметить, что двигатель 1JZ-FSE научен работать без высокого давления (в отличие от двигателя 3S-FSE), автомобиль при этом способен передвигаться, с ограничением мощности и оборотов.
Переход работы двигателя в обеднённый режим осуществляется при соблюдении определённых условий. Однако при возникновении любых серьезных, и не очень серьёзных помех (неисправностей) перехода в обедненный режим не произойдет. Грязная заслонка, проблемы в искрообразовании, топливоподаче, газораспределении не позволяют сделать переход. При этом давление блок управления понижает до 60 кг.
На фрагменте можно увидеть отсутствие перехода и приоткрытую заслонку (15,1%), что говорит о загрязнении канала х\х. 
     
        









Список использованной литературы



Журнал «Автопонорама» регистрация СМИ «ЭЛ №77-38» от 1 марта 2010г, г.Москва

 3. Барашков И.В. Бригадная организация технического обслуживания и ремонта автомобилей. – М.: Транспорт, 1988г.

Курсовая работа «История создания и анализ работы основных мировых производителей легковых автомобилей», 2009г., г.Москва

Engines-toyota.ru/seria-jz/55-dvigatel-toyota-1jz-fse.html

Forums.drom.ru/Toyota-mark-ii-chaser-cresta/t1151173655.html









1.......................