Двигатель Toyota 1NZ FXE технические характеристи, устройство

В 1997 году, в Японии начались разработки и проектирование четырёхтактных, бензиновых моторов серии NZ. Первым, в этой линейке двигателей, сошёл с конвейеров экономичный и экологичный двигатель 1NZ FXE. В последующие годы он получил массу наград за свои достоинства. Одним из которых является работа в паре с электродвигателем, с чем мотор отлично справлялся. Рассматриваемый силовой агрегат проектировался и устанавливался с двух тысячного до 2006-го года на Toyota Prius.

Содержание страницы

Описание ДВС 1NZ FXE

Данный двигатель имеет очень похожую копию из первого семейства моторов серии NZ. Это атмосферный двигатель 1 NZ FE. У них большинство основных деталей идентичны, но из-за использования на рассматриваемом двигателе цикла Аткинсона технические характеристики похожих моторов сильно отличаются.

Силовые агрегаты семейства NZ представляют собой четырёхтактные бензиновые двигатели четыре цилиндра которых расположены в один ряд.

Блок цилиндров

Блок цилиндров, так же как и головка БЦ выполненные из сплава особо прочного алюминия. Из-за материала изготовления, БЦ не подлежит капитальному ремонту поэтому после использования ресурса ДВС двигатель скорее всего придётся заменить на новый. ГБЦ имеет шестнадцать клапанов, по четыре на каждый отдельный цилиндр.

ГРМ

Механизм газораспределения создан по типу DOHC. В ГБЦ находятся два распределительных вала верхнего расположения. Один вал предназначен для восьми впускных клапанов и впуска в камеры сгорания горючей смеси, второй для восьми выпускных клапанов и удаления отработанных газов. На силовых агрегатах серии nz выпущенных с 1999 по 2004 годы установка гидрокомпенсаторов не предусматривалась, поэтому через определённый период в 20 тыс., км., пробега следует выполнять регулировку тепловых зазоров в клапанах. Данное мероприятие проводиться путём подбора толкателей определённого размера.

Система впрыска

Система впрыска горючего выполненная согласно схеме SFI. Все форсунки оснащаются отдельным, независимым приводом, который подчиняется сигналам ЭБУ. Открытие и закрытие форсунок, в полной мере подчиняется сигналам, поступающим от блока управления, согласно требуемым режимам работы силового агрегата. На выпускном валу устанавливается автоматическая система, изменяющая фазы газораспределения VVT i.

На данном силовом агрегате отказались от схемы зажигания, где использовалась одна катушка зажигания на 4 цилиндра. Здесь используется зажигание системы DIS-4. Она представляет собой электронную систему с отдельной катушкой и встроенным коммутатором на каждый цилиндр. Производитель рекомендует использовать свечи NGK и Denso.

Технические особенности

Несмотря на схожесть конструкции двух родственных двигателей 1NZ FXE первым сошёл с конвейера завода. Диаметр мотора и ход поршня у двух моторов первого поколения семейства nz был абсолютно одинаков и составлял 75 и 84.7 мм., соответственно. Конструкция коварных шатунов и впускного коллектора тоже одинаковые. А вот степень сжатия моторов разная, на FXE она 13 : 1, а на FE всего 10.5 : 1.

Большая степень сжатия на FXE зависит от запоздалого закрытия впускных клапанов. Что соответствует поддержанию цикла Аткинсона. Использование цикла Аткинсона, отрицательно влияет на максимальный момент и мощность мотора, зато по экологичности и экономичности движок занимает передовые позиции.

Из-за запоздалого закрытия впускного клапана, в коллектор впуска возвращается часть отработанной смеси. Что негативно влияет на мощность, но позитивно сказывается на экологичности и экономичности. Поэтому силовую установку FXE эффективно применять на автомобилях с электродвигателем, их ещё называют гибридными. На таких транспортных средствах мощность и максимальный момент не имеют главного значения. Ведь мощность FXE, при 1.5 объёма и 5000 оборотов мин., составляет всего лишь 76 л., сил, а момент при 4000 оборотов мин., равен 115 Нм. Мотор 1nz fxe изначально проектировался для использования в связке с электромотором, как отдельный, самостоятельный двигатель он ни где не применяется.

Особенности маркировки

Все двигатели японского бренда Toyota маркируются по японской формуле кодирования технических средств Х ХХ ХХХ. Каждый символ на своём месте имеет определённое значение, достаточно знать их суть, и тогда легко будит расшифровать маркировку любого мотора:

На месте первого символа обычно стоит цифра, по её значению можно определить поколение силового агрегата.
Следующих два символа, занимают латинские буквы, они означают семейство мотора. У нас 1 nz, значит первое поколение семейства nz.
Дальнейшие три или два символа означают специфические и технические особенности ДВС, fxe где:

f — обозначение верхне расположенного, газораспределительного механизма типа DOHC, с 16 клапанами;
X — означает цикл Аткинсона, при котором впускные клапаны, закрываются с запозданием, при этом часть газов с цилиндров попадает снова во впускной коллектор;
буква Е утверждает, что данный ДВС оборудован электронным впрыском.
встречается латинская буква N, она oбозначает возможность ДВС работать на газу.

Используя данную схему можно получит много необходимой информации.

Технические данные ДВС

1 NZ FXE — четырёхтактный бензиновый двигатель, с четырьмя цилиндрами рядного расположения. БЦ выполнен из особо прочного алюминиевого сплава с влитыми тонкостенными чугунными гильзами, из-за чего возможность капитального ремонта цилиндров отсутствует.

Механизм газораспределения гибридного ДВС — DOHC, с двумя распределительным валами и 16 клапанами. На впускном валу установлен фазорегулятор. Материал изготовления ГБЦ — алюминиевый сплав. Система газораспределения приводиться в работу однородной цепью. На моторах выпущенных после 2004 года, имеются натяжитель и успокоитель цепи, а так же в клапанах установлены гидрокомпенсаторы.

Точный рабочий объём цилиндров равен 1497 см., куб.
Степень сжатия 13:1, после модернизации 2004 года степень сжатия увеличили до 13.4:1.
Мощность 1nz fxe при 5000 оборотов мин., составляет 76 л., сил. После увеличения степени сжатия до 13.4:1, мощность уменьшилась до 74 л., силы, что ни коем случаем, не повлияло на предназначение двигателя.
Пиковый момент при 4000 оборотов мин., равен 115 Нм.
Длинна хода поршней больше диаметра цилиндров 84.7 и 75 мм., соответственно. Такие параметры говорят о том, что движок имеет высокую отдачу КПД. Но это имеет большое значение для обычных двигателей. У рассматриваемого мотора назначение другое — работать в контакте с электрическим двигателем
Система питания — инжектор, электронный впрыск горючего EFI.
Система зажигания электронная — DIS, с четырьмя катушками и коммутатором на каждый цилиндр.

Расход топлива

Допустимый расход горючего в городском режиме 4.5 л., на 100 км., пробега, по трассе расход на сотню составляет 4 литра. Тип используемого топлива АИ 95, АИ 98.

Расход и объем масла в двигателе

Допустимый расход моторной смазки 0.4 литра на 1000 км., пробега. Рекомендуемые масла 5W30. Количество в картере 3.7 литра. Период замены 10000 км.

Данный ДВС соответствует экологическим требованиям по содержанию вредных веществ Евро 4, Евро 5.

О ресурсе двигателя

Ресурс мотора по заявкам производителя и реальный составляет около 250 тыс., км., к сожалению ДВС ремонту не подлежит.

Модификации силового агрегата первого поколения семейства NZ

1NZ FE — является базовым двигателем. Он обладает мощностью 109 л., сил и степень сжатия равную 10.5:1. Производиться силовой агрегат с двух тысячного года. Выпуск мотора успешно продолжается в наши дни.
1NZ FXE — модификация спроектированная специально для гибридных легковых автомобилей. При таком же объёме, гибридная модификация развивает мощность намного меньшую, всего 76 л., сил., а степень сжатия повышена до 13:1. Обновлённый вариант имеет ещё большую степень сжатия 13.4:1, а мощность ещё меньшую 74 л., силы. Но это мотора не мешает выполнять свои функции. Такое отличие двух похожих двигателей возможно из-за задержки закрытия впускных клапанов на двигателе 1NZ-FXE, так как силовой агрегат работает по циклу Аткинсона.

Конструкционные особенности

Рассматриваемый силовой агрегат имеет ряд особенностей. О работе ДВС по циклу Аткинсона и изменённых технических характеристиках уже много сказано, поэтому повторяться нет смысла.

Алюминиевый блок отлит из алюминиевого сплава прямо в него заливаются чугунные гильзы. Стенки чугуна очень тонкие, о ремонте речь идти не может.
Литой картер выполняет роль масляного поддона, обеспечивает дополнительную жёсткость блоку цилиндров.
Коленчатый вал выполнен из кованной стали. Его ось относительно центра цилиндров смещена на 12 мм.
Поршни рассматриваемого ДВС имеют оригинальную конструкцию, у них облегчённая юбка, она имеет полимерное покрытие. Поршневые пальцы запрессовываются в бобышки поршней, в верхней головке шатуна полей вращается свободно.
Механизм газораспределения DOHC на впускном валу имеет муфту VVTi, отвечающую за корректировку фаз газораспределения.
Алюминиевая ГБЦ обустроена посадочными отверстиями для форсунок и сёдлами для клапанов.
Масло насос находиться в картере, он имеет прямой привод от коленчатого вала.
Дроссельная заслонка с обогревом, термостат механического типа открывается при 84 градусах.
Помпа, как все другое навесное оборудование имеет привод от шкива коленвала через общий ремень.
Привод ГРМ выполнен от коленчатого вала однорядной цепью на выпускной распределительный вал.
Коллекторы изменённой оригинальной конструкции, впуск перенесён вперёд, выпуск находиться сзади.
Особенностью топливной системы можно считать многоточечные мелко дисперсионные форсунки, в системе линия возврата не предусмотрена.
Дроссельная заслонка механическая, зажигание типа DIS-4, для каждого цилиндра предусмотрена катушка зажигания и коммутатор.

Характерные неисправности и способы их устранения

Гибридная модификация семейства моторов nz имеет такие же неисправности, как и базовый двигатель. Но учитывая, что гибридный двигатель меньшей мощности при одинаковом объёме, неполадки случаются не так часто как на базовой модели.

Характер возможных неисправностей выглядит так:

Двигатель на холостом ходу работает с перебоями

Чтобы нормализовать работу двигателя на малых оборотах, необходимо очистить дроссельную заслонку и клапан отвечающий за работу холостого хода. Те же действия нужно провести с воздушным датчиком и работа холостого хода восстановиться.

Жор масла

Повышенный расход моторной смазки на ДВС серии nz появляется после приличного пробега. Причин неисправности может быть три:

износ поршневой группы: компрессионных и маслосъёмных колец. Избавиться от проблемы поможет замена неисправных деталей;
поршневые кольца могут залечь, решить вопрос неполадки помогут специальные средства по раскоксовки;
повышенный расход моторной смазки может быть из-за изношенных направляющих втулок клапанов и масло съёмных колпачков. Установка новых деталей, восстановит нормальный расход масла.

Стуки в двигателе

Стук в ДВС часто возникает по причине неисправности привода ГРМ. Стучит растянутая цепь. Достаточно бывает её натянуть и стук исчезнет. Не стоит забывать об успокоителе цепи, он должен быть в исправном состоянии. На ДВС, выпущенных до 2004 года нет гидрокомпенсаторов, повышенные тепловые зазоры клапанов могут быть причиной стука. Регулировка проводиться каждые 20 тыс., км., пробега.

Свист под капотом

Свист под капотом в передней части ДВС болезнь многих японских моторов, это явный признак вышедшего из строя ремня генератора. Стоит данная деталь не дорого, а заменить её сможет даже неопытный водитель.

Вибрация двигателя

Для семейства моторов nz, вибрация двигателя серьёзная проблема, появиться она может на любом, даже небольшом пробеге автомобиля. Так случается, потому что причин у этой неполадки очень много:

в первую очередь нужно проверить и при необходимости укрепить подушку крепления ДВС которая находиться впереди;
необходимо проверить задний уплотнитель коленвала;
очистить форсунки;
заменить фильтр очистки горючего;
отрегулировать холостые обороты мотора.

Датчик давления масла в системе

На рассматриваемом моторе может загореться лампа на приборной панели, которая указывает на не соответствующее давление в системе смазки. В большинстве случаев выходит из строя датчик, указывающий на неисправность.

Подтекание заднего сальника коленвала

Проблема небольшая, но неприятная, особенно если учесть, что двигатель не рассчитан на капитальный ремонт. Эту неполадки несложно предотвратить, достаточно использовать качественное, рекомендованное производителем масло.

Двигатель Toyota 1NZ FXE