Двигатель Toyota 4A GE

Двигатель Toyota 4A GE

В 1983 году компания Тойота начала выпуск первого двигателя четвёртого поколения серии А, с головкой БЦ на 16 клапанов от корпорации Yamaha. На то время, двигатель обладал самыми последними техническими разработками, позволяющими максимально увеличить мощность атмосферного двигателя. Кроме новой 16-ти клапанной ГБЦ, здесь была установлена много-точечная инжекторная система MPFI.

Все эти новые крутые системы, уже на первых версиях, позволяли развить максимальную мощность 140 л., сил, а максимальный момент увеличить до 150 Нм. Изначально этот движок планировалось использовать на заднеприводных моделях автомобилей. Но мотор быстро стал популярным и получил прописку на поперечное расположение в моторном отсеке. Двигатель в различных модификациях успешно выпускался до 2002 года.

Обзор

Автомобили с двигателем 4A GE

За годы производства рассматриваемый ДВС устанавливался в следующие марки автомобилей:

Toyota Carina

  • С октября 1997 по ноябрь 2001 года на Toyota Carina седьмого поколения, рестайлинг, седан, кузов Т210.
  • С августа 1996 по июль 1998 года на Toyota Carina седьмого поколения, седан, кузов Т210.
  • С мая 1990 по июль 1992 года на Toyota Carina пятого поколения, рестайлинг, седан, кузов Т170.
  • С мая 1988 по июль 1990 на Toyota Carina пятого поколения, седан, кузов Т170.

Toyota Corolla

  • В Японии с марта 1997 по июль 2000 года на Toyota Corolla восьмого поколения, рестайлинг, седан, кузов Е110.
  • В Японии с мая 1997 по июль 2000 года на Toyota Corolla седьмого поколения, третий рестайлинг, универсал, кузов Е100.
  • С мая 1997 по июль 2000 года на Toyota Corolla седьмого поколения, третий рестайлинг, универсал, кузов Е100, страна Япония.
  • С мая 1995 по апрель 1997 года на Toyota Corolla седьмого поколения, второй рестайлинг, универсал, кузов Е100, Япония.
  • С мая 1993 по апрель 1995 года на Toyota Corolla седьмого поколения, рестайлинг, седан, кузов Е100, страна Япония.
  • В Японии с июня 1991 по апрель 1993 года на Toyota Corolla седьмого поколения, седан, кузов Е100.
  • С мая 1989 по май 1991 года в Японии на Toyota Corolla шестого поколения, кузов Е90.
  • С мая 1987 по апрель 1989 года на Toyota Corolla шестого поколения, седан, кузов Е90, Япония.
  • В Европе с мая 1987 по апрель 1992 года на Toyota Corolla шестого поколения, три двери хэтчбек, кузов Е90.
  • С мая 1987 по апрель 1992 года в Европе на Toyota Corolla шестого поколения, хэтчбек, кузов Е90.
  • С мая 1987 по апрель 1992 года на Toyota Corolla шестого поколения, лифтбек, кузов Е90, Европа.
  • В Америке с мая 1987 по июнь 1991 года на Toyota Corolla шестого поколения, купе, кузов Е90.
  • В США с мая 1987 по июль 1987 года на Toyota Corolla пятого поколения, хэтчбек, кузов Е80.
  • С мая 1983 по июль 1987 года на Toyota Corolla пятого поколения, три двери, хэтчбек, кузов Е80, Америка.
  • В США с мая 1983 по июль 1987 года на Toyota Corolla, пятого поколения, купе, кузов Е80.
  • С мая 1983 по июль 1987 года на Toyota Corolla пятого поколения, седан, кузов Е80, Америка.
  • С мая 1994 по декабрь 1999 года на Toyota Corolla Ceres первого поколения, рестайлинг, седан, кузов Е100, США.
  • С мая 1992 по апрель 1994 года на Toyota Corolla Ceres первого поколения, седан, Е100, Америка.
  • С мая 1992 по апрель 1995 года в США на Toyota Corolla FX третьего поколения, три двери, хэтчбек, кузов Е10.
  • С мая 1987 по апрель 1992 года на Toyota Corolla FX второго поколения, хэтчбек, три двери, Америка.
  • С апреля 1997 по июль 2000 года в США на Toyota Corolla Levin седьмого поколения, рестайлинг, купе, кузов Е110.
  • С мая 1995 по март 1997 года на Toyota Corolla Levin седьмого поколения, купе, кузов Е110, Америка.
  • С мая 1993 по апрель 1995 года на Toyota Corolla Levin шестого поколения, рестайлинг, купе, кузов Е100, Америка.
  • С июня 1991 по май 1993 года в США на Toyota Corolla Levin шестого поколения, купе, кузов Е100.
  • В Америке с мая 1989 по май 1991 года на Toyota Corolla Levin пятого поколения, рестайлинг, купе, кузов Е90.
  • С июня 1987 по апрель 1989 года на Toyota Corolla Levin пятого поколения, купе, кузов Е90, Америка.

Toyota Sprinter

  • В США с апреля 1997 по июль 2000 года на Toyota Sprinter восьмого поколения, рестайлинг, седан, кузов Е110.
  • С мая 1993 по апрель 1995 года на Toyota Sprinter седьмого поколения, рестайлинг, седан, кузов Е100, США.
  • С июня 1991 по апрель 1993 года в США на Toyota Sprinter седьмого поколения, седан, кузов Е100.
  • С мая 1989 по май 1991 года на Toyota Sprinter шестого поколения, рестайлинг, хэтчбек, кузов Е90, Америка.
  • С мая 1989 по май 1991 года на Toyota Sprinter шестого поколения, рестайлинг, седан, кузов AE91, Америка.
  • С мая 1987 по апрель 1989 года в Америке на Toyota Sprinter шестого поколения, седан, кузов AE91
  • В США с мая 1987 по апрель 1987 года на Toyota Sprinter шестого поколения, хэтчбек, кузов Е90.
  • В Америке с апреля 1997 года по август 2002 года на Toyota Sprinter Carib третьего поколения, рестайлинг, универсал, кузов Е110.
  • С августа 1995 по апрель 1997 года на Toyota Sprinter Carib третьего поколения, универсал, кузов Е110, Америка.
  • С мая 1994 по декабрь 1997 года на Toyota Sprinter Marino первого поколения, рестайлинг, седан, кузов Е100, Америка.
  • С мая 1992 по апрель 1994 года в США на Toyota Sprinter Marino первого поколения, седан, кузов Е100.
  • С апреля 1997 по июль 2000 года на Toyota Sprinter Trueno седьмого поколения, рестайлинг, купе, кузов Е110, Америка.
  • С мая 1995 по март 1997 года в США на Toyota Sprinter Trueno седьмого поколения, купе, Е110
  • В Америке с мая 1993 по апрель 1995 года на Toyota Sprinter Trueno шестого поколения, рестайлинг, купе, кузов Е100.
  • С июня 1991 по апрель 1993 года на Toyota Sprinter Trueno шестого поколения, купе, кузов Е100, Америка.
  • С мая 1989 по май 1991 года в США на Toyota Sprinter Trueno пятого поколения, рестайлинг, купе, кузов Е90.
  • С июня 1987 по апрель 1989 года на Toyota Sprinter Trueno пятого поколения, купе, Е90, Америка.

Технические данные

4A GE — бензиновый, четырёхтактный силовой агрегат, имеющий объём 1.6 литров, четыре цилиндра которого расположены в один ряд. Рассматриваемый силовой агрегат имеет следующие технические характеристики:

Двигатель Toyota 4A GE

  • серийный выпуск двигателя производился с 1983 по 2002 годы;
  • производством ДВС занимались GM DAT и Toyota;
  • ГБЦ — алюминиевая, первая для моторов серии А, имеющая два распределительных вала и 16 клапанов, позже выпускались ДВС у которых в ГБЦ были установлены 20 клапанов.
  • БЦ изготовлен из серого чугуна повышенной прочности, блок не гильзованный, цилиндры расточены непосредственно в БЦ;
  • ГРМ — типа DOHC, привод механизма осуществляется зубчатым ремнём от шкива коленчатого вала, причём в работу приводится только впускной распределительный вал, выпускной вал имеет шестерёнчатый привод от впускного распределительного вала;
  • впускной коллектор изготовлен из дюралюминия и располагается сзади двигателя, а выпускной, наоборот, расположен в передней части мотора, материал его изготовления, особо прочный чугун.
  • система смазки — разбрызгиванием и под высоким давлением;
  • система охлаждения, имеет замкнутый контур, и принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости, объём жидкости 6 литров, температура открытия термостата 95C;
  • система зажигания на всех версиях старого типа: одна общая катушка для четырёх цилиндров, механический трамблёр и высоковольтные провода к свече каждого цилиндра;
  • система питания — инжектор многоточечный впрыск MPFI;
  • точный объём силового агрегата 1587 куб., сантиметров;
  • цилиндры двигателя работают по порядку: 1, 3, 4, 2;
  • диаметр цилиндра больше хода поршня 81 и 77 мм., соответственно;
  • мощность 16ти клапанного двигателя при 5800 — 6600 оборотов мин., составляет 110 — 140 л., сил, в зависимости от модификации, а его максимальный момент равен 130 — 150 Нм., при 3800 — 5200 оборотов мин.;
  • мощность 20ти клапанного мотора при 7200 — 7600 оборотов мин., равняется 160 -165 л., сил, а момент при 4400 об., мин., 160 — 165 Нм.;
  • степень сжатия в камерах сгорания мотора с 16 клапанами, от 9.4:1 до 10.3:1, в зависимости от версии двигателя, для 20ти клапанного от 10.5:1 до 11:1;
  • двигатель соответствует требованиям европейской экологической безопасности Евро 3;

Расход топлива

Виды применяемого топлива, бензин АИ92, АИ95, АИ98. Расход горючего при городской езде 9.3 литра на 100 км., пробега, по трассе 5.8 литров. Общий расход бензина 7.5 литров на 100 км., пробега. Расчёты производились на автомобиле Toyota CorollaLevin с МКПП, 1998 года выпуска.

Расход масла и объем в двигателе

Допустимый расход моторной смазки 0.6 литров на 1000 км., пробега. Используемые виды масла по вязкости 0w30, 5w30, 0w40, 5w40. По названию производителя: Liqui Moly, Castrol, ЛукОйл, Toyota, Mannol. Лучшие по составу масла: полу синтетика и синтетика. Объём моторной смазки в двигателе зависит от версии мотора, может быть от 3 до 3,7 литров.

Ресурс двигателя

Ресурс мотора, заявленный производителем составляет 250000 км. В реальности такие силовые агрегаты успешно могут эксплуатироваться более 350000 км. Но это, только при условии адекватного вождения и правильного и своевременного обслуживания.

Особенности маркировки 4A GE

Название всех силовых агрегатов, несёт в себе определённую закодированную информацию. Не являются исключением и японские двигатели. Зная значение закодированных символов, можно получить конкретную информацию об любом силовом агрегате. Так в Японии, в 1987 году, была приняты обновленные правила маркировки ДВС.

Двигатель Toyota 4A GE

Учитывая то, что рассматриваемый двигатель и серия моторов А появились раньше этой даты, маркировка проводилась по старой схеме. В отличие от новой схемы здесь не указывается вид применяемого на моторе топлива и нет понятия «семейство моторов». Вместо этого существует понятие (серия или линейка моторов).

  1. Так здесь, на первом месте находиться символ в виде цифры. Она указывает на поколение ДВС.
  2. Следующий символ в виде заглавной латинской буквы означает серию моторов.
  3. Первая половина названия 4А, означает четвёртое поколение моторов серии А.
  4. Далее идут две большие латинские буквы GE, они рассказывают об устройстве и особенностях исполнения ДВС.
  5. Так здесь G означает использование в механизме газораспределения двух верхнерассположенных распределительных валов.
  6. А символ Е указывает на электронное управление впрыском горючей смеси.

Собрав всё воедино получим: двигатель серии А четвёртого поколения, с двух вальной ГБЦ и инжекторным впрыском горючего, управляемого электроникой.

Часто можно встретить более полное название этого силового агрегата. Выглядит оно так: 4A GE V16 или 4A GE V20. Где V20 или V16 информация о количестве клапанов в ГРМ конкретного силового агрегата. Как известно, на рассматриваемом моторе могут использоваться ГБЦ двух видов, с шестнадцатью и двадцатью клапанами.

Описание 4A GE

История создания

Все представители двигателей серии A имеют много общего поэтому историю создания рассматриваемого мотора нужно начинать с начала 70-х годов. Все представители этой серии, являются четырёхцилиндровыми силовыми агрегатами с рядным расположением цилиндров, объём которых может составлять от 1.3 до 1.8 литров. Серия А, изначально создавалась для замены похожих, но маломощных двигателей.

В 1981 году была создана первая версия инжекторного двигателя серии А. Речь идёт о ДВС 4А Е. Степень сжатия данного мотора 9:1, а мощность его была невелика, всего 78 л., сил. А уже через два года компания Yamaha разработала ГБЦ, в которой механизм газораспределения выполнен по классической схеме DOHC, с четырьмя клапанами на каждый цилиндр. Данная ГБЦ разрабатывалась и проектировалась на предприятии Toyota Shimayama. Инженеры Тойота, соединив инжекторный двигатель 4A E и новую ГБЦ от компании Yamaha, получили новый силовой агрегат с инжекторным питанием и 16 клапанной ГБЦ. Так в 1983 году появился ДВС 4A GE.

Особенности конструкции

В основании конструкции 4A GE лежит чугунный блок, изготовленный способом литья. Гильзы на этом двигателе не используются. Цилиндры растачиваются непосредственно в теле блока цилиндров. Достоинством этого блока, кроме прочности и надёжности, является возможность дополнительной расточки диаметра цилиндров, для выполнения капитального ремонта. Поршни, изготовленные из алюминия, имеют несколько ремонтных размеров. Диаметр цилиндров и длина хода поршня, на всех моторах четвёртого поколения серии А имеют одинаковую величину. Диаметр цилиндров 81 мм., длинна хода 77мм.

Головка БЦ разрабатывалась компанией Yamaha и создавалась на заводе Тойота Shimayama. Механизм газораспределения исполнен по типу DOHC, где для каждого цилиндра имеются четыре клапана, два для впуска и два для выпуска. Привод ГРМ выполнен зубчатым ремнём. Осуществляется привод на впускной коленчатый вал, а выпускной вал приводиться в работу посредством шестерёнчатой передачи.

Двигатель Toyota 4A GE

Внутри блока цилиндров на пяти опорах установлен чугунный коленчатый вал с восьмью противовесами, необходимыми для сбалансированной и динамичной работы силового агрегата.

Смазочная система

Система смазки классическая, масло под давлением смазывает, подшипники скольжения коленчатого, вала, под давлением подаётся к головке шатуна, трущимся деталям распределительных валов и других нагруженных механизмов. Поршни смазываются благодаря специальным форсункам, установленным в БЦ. Остальные детали ДВС смазываются разбрызгиванием.

Система охлаждения

Система охлаждения имеет замкнутый контур с двух кругов для циркуляции охлаждающей жидкости. Управление циркуляцией антифриза по малому или большому кругу охлаждения осуществляет термостат. Циркуляцию охлаждающей жидкости производит водяной насос, другое его название — помпа.

Система зажигания

Система зажигания представлена одной катушкой зажигания для четырёх цилиндров, механическим трамблёром и пучком высоковольтных проводов, передающих искру от трамблёра на свечи зажигания.

Система питания — инжектор, используется много-точечная система впрыска MPFI.

Так выглядит конструкция ДВС 4A GE в общих чертах, но этот мотор много раз дорабатывался и изменял свою конструкцию. Всего имеется пять популярных версий этого двигателя. Об особенностях каждой версии будет рассказано далее.

Первая версия

Первая версия рассматриваемого ДВС заменила востребованный в восьмидесятых двигатель с двумя распределительным валами 2Т G. Первая модель серии А с двумя распределительным валами имела мощность 128 л., сил для японского рынка, и 112 л., сил., для американского потребителя.

Разница была в установленных датчиках MAF в моторах для потребителей США. Этот датчик ограничивал поступление воздуха во впускной коллектор. Мощность при этом падала зато отработанные газы содержали меньше вредных веществ. В Америке, в те годы, требования к чистоте выхлопа были намного жёстче чем в Японии. На движках предназначенных для японского рынка, использовался датчик РВ типа МАР. Он способствовал увеличению мощности, но сильно загрязнял атмосферу. Использование двигателей, с таким выбросам вредных веществ в Америке в 80е годы было категорически запрещено.

Изначально, на ДВС первой версии 4A GE был недостаток. Взаимное расположение впускного и выпускного клапана, имело между собой угол 50. Такая схема обеспечивала наилучшие условия для работы ДВС на больших оборотах. Но при сбрасывании газа мощность снижалась до мощности старенького мотора.

Чтобы изменить эту ситуацию, инженеры Тойоты сконструировали для впускного коллектора систему Т VIS. Эта система контролировала работу дросселя геометрии впускного коллектора. Дело в том, что для каждого цилиндра имелось два отдельных канала. При падении оборотов мотора, система T-VIS, перекрывала дросселем один из впускных каналов. Тогда во втором канале возрастала скорость потока воздуха. Тем самым, создавая оптимальные условия для сгорания горючей смеси. Производство ДВС первой версии длилось 4 года, с 1983 по 1987 годы.

Вторая версия

Вторая версия не сильно отличается от первой. Здесь так же используется система Т-VIS. Отличия состоят в увеличенном размере шеек коленчатого вала. Данное изменение сказалось положительно на длительности ресурса работы двигателя. Блок цилиндров получил дополнительно 4 ребра охлаждения, а крышка ГБЦ получила окраску чёрного цвета. Степень сжатия с 9.4:1 возросла до 10:1. ДВС второй версии 4A GE выпускался с 1987 по 1989 годы.

Третья версия

После 1989 года конструкция Toyota 4A GE претерпела серьёзные изменения. Прежде всего инженеры компании Тойота приняли решение отказаться от системы T-VIS. Вместо неё просто уменьшили геометрические параметры впускного коллектора. Были проведены технические доработки, направленные на увеличение срока службы ДВС. А именно:

  • конструкция поршней получила поршневые пальцы большего диаметра, в 20 мм., вместо прежних 18мм.;
  • для лучшего охлаждения поршней, были установлены дополнительные форсунки;
  • для компенсации потери мощности, которую мог вызвать отказ от использования системы T-VIS, инженеры компании увеличили степень сжатия до 10.3:1. Максимальная мощность модернизированной версии составила 140 л., сил.

Крышка ГБЦ получила окраску серебристого цвета и надпись красного цвета. Выпуск третьей версии мотора прекратился в 1991 году. На окончании выпуска третий версии, прекратилось производство 4A GE с 16 клапанами.

Четвёртая версия

Четвёртая версия рассматриваемого мотора известна переходом на 20ти клапанную ГБЦ. Для этого была полностью изменена конструкция головки блока. Теперь на каждый цилиндр приходилось по 5 клапанов, три на впуск и два на выпуск. Кроме этого на впуске установили систему VVTi. Степень сжатия увеличилась до 10.5:1. Зажигание по-прежнему осталось трамблерное, с одной катушкой для четырёх цилиндров. Двигатель получил новый, надёжный коленчатый вал. После всех доработок и изменений мощность 20ти клапанного движка составила 160 л., сил. Крышка ГБЦ получила серебристый окрас, а на ней красовалась хромированная надпись. Выпуск этой версии продолжался четыре года, с 1991 по 1995 годы.

Пятая версия

Пятая версия ДВС конструировалась с уклоном получения максимальной мощности. Степень сжатия камер сгорания увеличили до 11:1. Впускные клапаны получили больший ход на 3 мм. Доработали геометрическую форму впускного коллектора. Что способствовало улучшению наполняемости цилиндров горючей смесью. Чёрная крышка ГБЦ получила надпись Blacktop. Что впоследствии, стало народным названием данного ДВС. Максимальная мощность мотора 5 версии при 7800 оборотов мин., достигала 165 л., сил. Предназначался данный силовой агрегат для внутреннего японского рынка.

Двигатель Toyota 4A GE

Характерные неисправности и способы из решения

Серьёзных конструктивных недостатков многочисленные версии рассматриваемого двигателя не имеют. Однако техника без неполадок не встречается, что подтверждают такие неполадки 4A GE:

Стук клапанов

На рассматриваемом ДВС, после 100 тыс., км., пробега, можно услышать стук под капотом. Прежде всего нужно проверить тепловой зазор в клапанах. Если зазор в пределах нормы, то стучать поршневые пальцы от выработки. Эта болезнь особенно характерна для моторов первых двух версий. На них диаметр поршневого пальца 18 мм. Более поздние версии с диаметром пальца 20 мм., в данной проблеме замечены реже. Избавиться от неполадки поможет замена изношенных деталей.

Неполадки электроники

На данном моторе встречаются неполадки с электронными устройствами. Внезапно, без всяких видимых причин может значительно увеличится расход горючего.

Причина этого давно известна, виноват лямбда-зонд. Его неверные показания, поступающие на ЭБУ, приводят к некорректной работе инжектора, отсюда и повышенный расход бензина.

Плавающие обороты могут быть последствием отказа датчика положения дроссельной заслонки и абсолютного давления. А вышедший из строя датчик температуры, вообще не даст мотору запуститься. Избавиться от этих проблем, поможет замена неисправных датчиков.

Жор масла

Повышенный расход моторной смазки, характерная проблема для всех моторов семейства А. Причиной служат изношенные сальники клапанов и поршневые кольца. Если расход моторного масла близок к 1 литру на 1000 км., значит нужно принимать меры по замене изношенных деталей.

Мелкие поломки

Из-за использования некачественного топлива движок начинает троить. В этом случае либо засорились форсунки, либо загрязнённый дроссель не даёт движку нормально работать. Немало головоломок создаёт устаревшая система зажигания, сколько сил может уйти, чтобы разобраться с механическим трамблёром.

Но на этом проблемы этого двигателя заканчиваются. Как оказывается их не так много. И решить их, кроме проблем с электроникой, под силу любому, даже не опытному водителю.

Регламент эксплуатационного обслуживания

  1. Самым частым мероприятием обслуживания этого ДВС, как и других моторов является замена моторной смазки. Менять масло следует не позже чем через 10000 км., пробега. Существует мнение, что лучше делать это через 5 тыс., км., пробега. Но на ДВС 4A GE нет гидрокомпенсаторов, а система VVTi используется только на моторе последней версии.  Поэтому данный мотор не требователен к качеству используемого масла, кроме последней версии. Поэтому, за исключением последних моторов, слишком часто менять моторную смазку нет необходимости. Подробная информация по видам и замене масла указана в главе «Технические данные».
  2. Свечи зажигания имеют ресурс работы 20 тыс., км., потом их нужно поменять на новые.
  3. Топливный и воздушный фильтры подлежат замене через 30 тыс., км.
  4. Ремень привода ГРМ по заявкам производителя имеет ресурс работы 100 тыс., км. Реальный его ресурс намного меньше, около 75 тыс., км. Поэтому замену лучше выполнять через 60 тыс., км. При внезапном выходе из строя ремня привода ГРМ, мотор не гнёт клапана.
  5. По причине отсутствия гидрокомпенсаторов, есть необходимость в регулировке тепловых зазоров в клапанах через 100 тыс., км. Производится регулировка подбором шайб различной толщины.
  6. Жидкость охлаждения, обычно это антифриз, подлежат замене через 5 лет эксплуатации или после 100 тыс., км., пробега. Ремень привода навесного оборудования имеет срок службы 100 тыс., км., после чего он подлежит замене.

Двигатель Toyota 4A-GE: Надежность, Проблемы, Тюнинг

В заключение можно сказать, что чрезвычайно удачная конструкция прославила этот двигатель. 4А GE имеет большую популярность спустя многие годы после завершения выпуска. Доступность и наличие новых запчастей делает ремонтные работы простой задачей. Особенно ценятся у любителей тюнинга две первые версии с изменённой геометрией впускного коллектора. Они, лучше всех других моторов, подходят для наращивания мощности. Опытные специалисты могут 16ти клапанный мотор с мощностью 128 л., сил, сделать особенным, увеличив его мощность до 240 л., сил.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *