2AZ-FE, а также множество других автомобилей от японского концерна Toyota.

Схема 2AZ. Изображение toyota-club.net.

В двигателях серии AZ используются облегченные поршни

Замена цепи ГРМ

Замена цепи ГРМ на 2AZ-FE осуществляется по мере износа основных элементов, входящих в газораспределительный механизм. Стоимость оригинального ремонтного комплекта очень высокая, поэтому рациональней использовать аналоговые варианты. Их цена может составлять от 3500 до 10000 рублей. Выпускаются японской фирмой OSK. Также потребуется приобрести моторное масло, масляный фильтр и герметик. Приобретение указанных материалов обойдется в три тысячи рублей. При выполнении замены цепи ГРМ в сервисных центрах, стоимость работы составит порядка 12000 рублей.

Гидронатяжитель цепи AZ. Изображение toyota-club.net

При замене цепи ГРМ требуется сопоставить все метки, предусмотренные в 2AZ-FE. С их помощью выставляются следующие элементы по отношению друг к другу:

• шкив коленвала с нулевой отметкой на лобовой части;
• звездочки распределительного вала с крышкой подшипников распредвала;
• звездочки впускного и выпускного распределительного вала.

Тюнинг двигателя Тойота 2AZ

Можно применять готовые решения по увеличению мощности бензинового Тойота 2.4 2AZ. Её значение достигает более трехсот лошадиных сил. Для этого потребуется использовать турбо кит, с необходимыми комплектующими, на базе Т04Е.

Модификации мотора

Тойота 2AZ имеет следующие модификации:

• 2AZ-FE – базовая версия мотора с мощностью от 149 л.с.;
• 2AZ-FSE (163 л.с.) – аналоговый мотор 2AZ-FE с системой непосредственного впрыска;
• 2AZ-FXE – используется для гибридных моделей.

На гибридную Камри XV40 устанавливается 2AZ-FXE

Заключение

Тойота серии 2AZ показывают достаточную надежность. Ресурс 2AZ около трехсот тысяч километров пробега (не редки случаи пробега без капремонта до 400 – 450 тыс. км), при условии правильной эксплуатации. Для этого требуется вовремя обслуживать узловые элементы , лить исключительно регламентируемое инструкцией по эксплуатации качественное моторное масло.

В семействе AZ силовых приводов Toyota двигатель 2AZ FE имеет самые большие объемы камер сгорания 2,4 л. Его создавали для производства, как в самой Японии (Шимаяма и Камиго), так и на сторонних площадках производителя – американского завода в Кентукки и изготовителем в Китае.

Для серии движков AZ характерен цепной ГРМ привод, схема DOHC и алюминиевый не восстанавливаемый блок цилиндров, чугунные гильзы которых залиты внутри него, стальной кованный коленвал, VVTi система и наклонные камеры сгорания Squish.

Сама версия 2AZ-FE отличается степенью сжатия 9,6 – 9,8, мощностью 160 л. с. и крутящим моментом 220 Нм, нагнетателем TRD (только на китайских Scion до 2009 года).

Проблемы у концерна Toyota с этим ДВС начались с 2011 года из-за возгорания смазки после пробега 40 – 45 тысяч км. Это обусловлено недоработанной конструкцией поршневых колец.

Однако вместо отзыва партии машин с рынка руководство корпорации ограничилось впуском новой карты ТО с более частыми сроками замены масла. За исключением Северной Америки, подобных неполадок на азиатском и европейском рынках выявлено не было.

Технические характеристики 2AZ FE 2,4 л/160 л. с.

Заложено конструкторами Toyota в двигателе 2AZ-FE рядное расположение 4 цилиндров, двухвальная ГБЦ для управления 16 клапанами по схеме DOHC. Дополнена схема двигателя распределенным впрыском, балансирными валами, несъемными гильзами цилиндров, наклонными камерами сгорания, системой VVTi для сдвига фаз газораспределения и цепным приводом впускного распредвала.

Несмотря на это, для некоторых автомобилей линейного ряда Toyota имеющихся параметров оказалось недостаточно. Производителем рекомендовано создание еще двух модификаций: гибридного типа 2AZ-FXE и с непосредственным впрыском для степени сжатия 11 единиц 2AZ-FSE.

Для базового силового агрегата технические характеристики 2AZ FE выглядят следующим образом:

Традиционно для производителя Тойота вместе с движком идет мануал, в котором он рекомендует правильные сроки обслуживания, и приводит описание операций обслуживания/ремонта, которые можно выполнить своими руками. Однако капитальный ремонт этих моторов невозможен в принципе.

Особенности конструкции

Несмотря на недоработки, двигатель 2AZ FE по большей части имеет оригинальную конструкцию:

• блок цилиндров – чугунные гильзы, не просто вплавлены в алюминиевое тело блока, но и имеют высокую адгезию за счет неровной поверхности (ласточкин хвост);
• коленвал – стальная поковка на 5 опорах с 8 противовесами, ось смещена на 10 мм относительно цилиндров для снижения износа, полимерные шестерни для привода балансирных валов закреплены на нем неподвижно;
• поршни – имеют умеренно облегченную юбку с покрытием, пальцы плавающего типа;
• ГБЦ – впускные порты расположены ближе к вертикали, крышка создана из алюмо-магниевого сплава;
• VVTi – только на впускном распредвалу, изменение фазы в пределах 50 градусов;
• регулировка тепловых зазоров клапанов – толкатели без шайб;
• навесное оборудование – маслонасос внутри картера, трохоидный тип;
• охлаждение поршней – форсунки в блоке;
• расположение коллекторов – впереди выпускной тракт, сзади впускной ресивер;

Важной для пользователя особенностью стал тот факт, что капремонт блока цилиндров физически невозможен из-за неразборной конструкции гильз. В топливной системе отсутствует возвратная линия. Кислородные датчики устанавливаются по 4 схемам (парные, одиночные, перед каталитическим нейтрализатором либо после него в разных вариациях).

Перечень модификаций ДВС

Дважды в конструкцию базового силового агрегата вносились изменения, в результате которых возникли две модификации:

• 2AZ FSE – форсировка мощности до 163 л. с за счет непосредственного впрыска, мотор выпускался до 2010 года, имел степень сжатия 11 единиц;
• 2AZ FXE – модернизация по типу Аткинса, гибридный мотор со степенью сжатия 12,5, мощностью 130 л. с или 150 л. с., использованы распредвалы с оригинальной формой кулачков.

Соответственно, головка блока цилиндров в этих версиях не взаимозаменяемая, зато используется то же самое навесное оборудование, что и в базовой модели 2AZ-FE. Движок с непосредственным впрыском преимущественно устанавливался в Toyota Avensis. Гибридный мотор применялся в авто Lexus HS 250h в период 2010 – 2012 г., Toyota Sai, Camry AHV40, Estima, Previa и Alphard.

Плюсы и минусы

Помимо того, что при обрыве и перескакивании цепи ГРМ поршень гнет клапана, существует еще один неприятный момент эксплуатации. Во время торможения движком внутри впускного коллектора образуется вакуум, и в картера засасываются пары смазки, повышается ее расход.

К остальным минусам мотора и его модификаций можно отнести:

• блок абсолютно не ремонтопригоден, его невозможно ни расточить, ни загильзовать;
• резьба внутри блока для крепежных болтов ГБЦ то вытягивается, то срезается начисто;
• при залегании колец поршней возможно заклинивание без возможности восстановления;
• приводные шестерни балансирных валов обладают низким ресурсом, так как сделаны из полимера;
• ресурс пластиковой крыльчатки помпы максимум 60 000 км;
• слабая обгонная муфта шкива генератора требует замены каждые 100 тысяч пробега.

Достоинствами являются высокий ресурс от 300 000 км. и неприхотливость к качеству рабочих жидкостей, топлива.

Список моделей авто, в которых устанавливался

Применялся мотор 2AZ FE для оснащения тяжелых автомобилей D, D+ и E класса производителя Toyota:

• Mark 2 – 2007 – 2013, седан;
• Avensis – универсал, лифтбэк, седан;
• Highlander/Harrier/Kluger – 2001 – 2007, кроссовер;
• Blade – с 2006 года, семейный хетчбэк;
• Alphard – с 2002 года, минивэн;
• Estima – с 1990 года, минивэн;
• Tarago – с 1990 года для Японии, минивэн;
• Previa – с 1990 года, минивэн для внутреннего рынка;
• Ipsum – 1995 – 2009, компактвэн;
• RAV4 – 2004 – 2007, кроссовер;
• Camry – 2002 – 2011, крупногабаритный семейный седан;
• Corolla XRS – 2009 – 2010, для Мексики 2011 – 2013, крупноразмерный седан;
• Camry Solara – 2002 – 2008, двухдверный кабриолет;
• Matrix S/XR/XRS – 2009 – 2011, гибрид хетчбэка и кроссовера;
• Rukus – минивэн Королла серии.

Уникальные характеристики двигателя позволили комплектовать им автомобили:

• Pontiac Vibe – 2009 – 2010, американский кроссовер;
• Scion xB – 2008 – 2015, хетчбэк для Америки;
• Scion tC – 2005 – 2010, купе для американского рынка
• Scion Vanguard – кроссовер экспортного варианта.

Для кроссоверов, микроавтобусов и тяжелых переднеприводных авто мотор 2AZ FE обеспечивает ресурс от 350 тысяч пробега.

Регламент обслуживания 2AZ FE 2,4 л/160 л. с.

В регламент ТО на двигатель 2AZ FE входят следующие операции:

• после 50000 км замена антифриза, так как охлаждающая жидкость к этому времени теряет свойства;
• через 10000 пробега необходимо менять масло и соответствующий фильтр;
• на рубеже 20000 км приходят в негодность свечи, воздушный фильтр и засоряется вентиляция картера;
• после 30000 пробега следует заменить топливный фильтр и проверить топливопровод;
• аккумулятор служит около 5 лет в зависимости от конструкции;
• выпускной коллектор обычно начинает прогорать после 50000 км;
• цепь ГРМ рассчитана на 150 – 200 тысяч пробега.

Помимо этого устройство ДВС требует регулярной регулировки тепловых зазоров клапанов (примерно на рубеже 30000 км).

Обзор неисправностей и способы их ремонта

В автомобилях Toyota и Scion мотор 2AZ FE выявил следующие неисправности, характерные исключительно для его конструкции:

Изначально движок подвержен образованию нагара, что приводит к потере мощности и плавающим оборотам.

Варианты тюнинга мотора

Изначально двигатель 2AZ FE невозможно чиповать, то есть, даже после доработки впускного коллектора и выпускного тракта придется, как минимум, параллельно к штатному бортовому компьютеру устанавливать тюнинговый контроллер.

Из-за этого же невозможен тюнинг за счет замены распредвалов, облегчения ШПГ и маховика. Кроме того, блок цилиндров здесь одноразовый, то есть механический тюнинг не получится выполнить физически – гильзы не меняются, а сам блок не растачивается.

Современные моторы из тех, что применяются массово, сложно обвинить в отсутствии экономичности, экологичности, технологичности. Но вместе с этими приобретениями ушла в небытие простота и, что еще хуже в иных японских агрегатах, та сермяжная стойкость ко всем воздействиям, которая позволяла всячески над ними «глумиться». В нашем случае речь идет даже о большем - об явных конструктивных просчетах и потере ресурса.

Появившись на рубеже веков, тойотовская 2,4-литровая «четверка» 2AZ-FE стала базовой для многих моделей, построенных на платформе D и E-классов. Ipsum, Harrier с Kluger, Camry, RAV4, Avensis и даже заряженный Auris Blade - всем им не слишком форсированный, но экономичный 2AZ подошел как нельзя лучше. А на Camry последнего поколения этот мотор стал символом недорогой возможности приобщиться к бизнес-сегменту.

Да и с технологиями у него все в порядке. Изготовленный из алюминиевого сплава литьем под давлением и имеющий открытую «рубашку» охлаждения, он легче, технологичнее и дешевле в производстве своих предшественников. Привод ГРМ, естественно, цепной, на впускном валу стоит уже обязательный фазовращатель системы . Задачам облегчения служат пластиковые шестерни привода балансирного вала и пластиковый же впускной коллектор (кстати, находящийся позади мотора и потому, в отличие от двигателей серий NZ и ZZ, не страдающий при авариях). Масляный насос, расположенный в картере и приводимый отдельной цепью, способен быстрее создавать давление при пуске. Все это в комплексе при относительно невысокой мощности (152-167 л. с.) обеспечивает ровные тяговые характеристики и экономичность - не более 11,5 л. летом, причем в городе.

Но и плата за эксплуатационные прелести довольно высока. Даже на «электронной периферии». Так, на многих версиях 2AZ-FE используется сдвоенный катализатор, два датчика состава смеси и два лямбда-зонда. Как на любых других моторах, одна заправка может «приговорить» любую из этих деталей. Минимальные последствия - загоревшийся check engine и повысившийся расход топлива. Худший вариант - потеря тяги, обогащение смеси до копоти из трубы и двойные расходы. Причем достаточно высокие - датчик состава смеси стоит 6-7 тыс. руб., «кислородник» около 3 тысяч. Могут быть проблемы с индивидуальными катушками зажигания, напрямую зависящими от состояния свечей (2000-2500 руб.). С расходомером, не любящим нашей пыльной среды (3500 руб.). И с цепью, которая обязана была стать ресурсной альтернативой зубчатого ремня, а на деле уже требовала замены до 150 тыс. км (вместе с работой порядка 10 тысяч).

Однако это, увы, не самое печальное. 2AZ-FE с тонкостенным блоком не предполагает ремонтных размеров и является, как теперь принято говорить, «одноразовым». Пока трудно говорить о его ресурсе, но можем предположить, что он меньше, чем у схожих по объему предков. До 300 тыс. км, очевидно, протянет, а после… Какому-то по счету обладателю автомобиля с этой установкой придется менять ее целиком. Сейчас б/у агрегат в сборе стоит около 50 тыс. руб. Благо, «контрактные» моторы имеют тенденцию к удешевлению.

Впрочем, у обладателя 2AZ-FE есть все шансы заняться его восстановлением гораздо раньше обозначенного пробега. С некоторых пор двигатель устойчиво характеризуется как подверженный «тепловым ударам». Происходит это обычно летом в сравнительно напряженных, но далеко не критичных условиях - например, на «тягунах» Култукского тракта. Учитывая молодость автомобилей, вряд ли приходится говорить о каком-то фатальном загрязнении системы охлаждения. И тому есть подтверждение - большинство машин в этом отношении безупречны. К тому же многие попадаются с очень незначительным пробегом, 60 тыс. км или немногим более.

И поэтому частота обращений настораживает. Еще сильнее пугают последствия воздействия повышенных температур. Пугают так, словно речь идет о дизелях Toyota 80-90-х годов. После кратковременного «кипячения» у 2AZ-FE легко «продувает» прокладку головки блока. И это опять же не все. Будто на древних 2C и 2L, головка встает домиком, отчего (уже оригинальная особенность AZ) вытягивает резьбу шпилек из блока.

Объяснить подобное мы не можем. Сам по себе легкосплавный с тонкими стенками блок этой «четверки» должен обладать хорошей теплоотдачей. Так еще и «рубашка», опоясывающая «мокрые» цилиндры, внушает уверенность в производительности системы охлаждения. Вероятно, дело именно в головке. Во всяком случае, 2AZ-FSE перегрева избегает. Не исключено, потому, что камеры сгорания при непосредственном впрыске меньше объемом, чем при распределенном, и теплонагруженность головки ниже. Хотя это не расставляет все точки над «i». Ведь с подобным в таких масштабах ни на тойотовских моторах, ни на каких-то других японских раньше сталкиваться не приходилось. В данном же случае владелец едва ли не гарантированно «попадает» на 10 тыс. руб.

Невеликая, конечно, сумма, но со всеми остальными тратами, да еще при своей теоретической неизбежности она приводит к не самым оптимистическим настроениям. Тем более, что двухлитровый 1AZ-FE в отличие от гораздо более распространенной версии с direct injection, следует такой же «температурной зависимости» и так же коробит головку. А Toyota в ближайшее время вряд ли откажется от этой моторной серии.

Легкосплавный блок цилиндров с открытой «рубашкой» охлаждения (напоминает двигатель с «мокрыми» гильзами) легче, технологичнее и потому дешевле в производстве. К тому же должен, по логике вещей, обеспечивать хорошую теплоотдачу. На деле же обладает температурно нагруженной головкой. И не предполагает капитального восстановления - ремонтных размеров по поршневой группе на него нет
Для многих автомобилей модельного ряда Toyota 2AZ-FE стал базовым двигателем, а для некоторых и единственным. Обладающий хорошими характеристиками он, увы, когда-нибудь потребует замены в сборе

________________________________________________________________________________________

Двигатель Toyota 2AZ-FE

Двигатель Toyota 2AZ-FE автомобилей Тойота Камри, Тойота Рав 4, Лексус РХ представляют собой четырехцилиндровый, рядный мотор с рабочим объемом 2,4 литра, с 16-клапанной головкой цилиндров.

Рис.212

Конструкция двигателя Toyota 2AZ-FE автомобилей Тойота Камри, Тойота Рав4, Лексус РХ

Клапанная крышка

Клапанная крышка выполнена из легкого магний-алюминиевого сплава.

Прокладка клапанной крышки выполнена из теплостойкого и долговечного акрилового каучука.

Прокладка головки блока цилиндров

Прокладка головки блока цилиндров стальная, многослойная. Для увеличения площади контакта по окружности цилиндров предусмотрены стальные пояски, благодаря чему повышается герметичность и надежность прокладки.

Блок цилиндров двигателя

Рис.214

Блок цилиндров мотора 2AZ-FE выполнен из легкого алюминиевого сплава.

Заливка чугунных гильз цилиндров непосредственно в блок цилиндров позволило уменьшить размеры блока.

В зоне постели коленчатого вала выполнены воздушные каналы. Это позволило сгладить колебания давления картерных газов, вызванное возвратно- поступательным движением поршней и уменьшить насосные (газодинамические) потери, что сказалось на повышении эффективного кпд.

Кронштейны масляного фильтра и компрессора кондиционера выполнены заодно с масляным поддоном. В блоке цилиндров выполнены также улитка насоса системы охлаждения и корпус термостата.

Гильзы цилиндров снаружи имеют развитую ребристую поверхность, обеспечивающую более прочное соединение гильзы с алюминиевым блоком цилиндров. Благодаря более надежному контакту, улучшается теплоотвод, в результате уменьшается тепловая нагрузка на гильзы и их деформация.

В рубашке блока цилиндров установлены дефлекторы охлаждающей жидкости.

Дефлекторы перераспределяют поток охлаждающей жидкости от среднего пояса цилиндра к верхней и нижней их частям, способствуя равномерному распределению температуры. Следствием перераспределения потока жидкости является снижение вязкости моторного масла на стенках цилиндров и уменьшение механических потерь.

Поршень

Поршень, с легкой и компактной юбкой, выполнен из алюминиевого сплава.

Для улучшения качества рабочего процесса на днище поршня выполнены клиновые вытеснители.

На юбку поршня, для уменьшения трения, наносится полимерное покрытие.

Шатун

Тело шатуна и шатунная крышка, для снижения массы, спекаются под давлением из высокопрочного стального порошка.

Шатунная крышка крепится к телу шатуна болтами, которые тянутся по пределу текучести, что повышает точность затяжки.

Для уменьшения трения ширина вкладышей уменьшена.

Коленвал двигателя toyota 2AZ-FE автомобилей Тойота Камри, Тойота Рав4, Лексус РХ

Пятиопорный кованый коленчатый вал имеет 8 противовесов.

Вал выполнен из стали.

Галтели шатунных и коренных шеек упрочнены накаткой роликом.

На коленвале предусмотрен привод зубчатого колеса уравновешивающего вала.

Уравновешивающий вал

Уравновешивающий вал предназначен для уменьшения вибрации.

Уравновешивающий вал N1 приводится непосредственно от коленчатого вала.

Для уменьшения уровня шума и снижения общей массы ведомое колесо привода уравновешивающего вала выполнено полимерным.

Рис.215

У рядного 4 цилиндрового двигателя toyota 2AZ-FE автомобилей Тойота Камри, Тойота Раф 4, Лексус РХ поршни цилиндров 1 и 4 и поршни цилиндров 2 и 3 двигаются в противофазах (180). Поэтому силы инерции возвратно-поступательного движения этих поршней и приведенной массы шатунов практически взаимно погашаются.

Однако из-за того, что точка, где поршень развивает максимальную скорость, находится ближе к ВМТ от средней точки хода поршня, сила инерции при движении вверх выше силы инерции при движении вниз. Неуравновешенная сила инерции второго порядка появляется дважды на один оборот двигателя.

Для погашения неуравновешенных сил инерции второго порядка уравновешивающие валы вращаются в противоположные стороны, в два раза быстрее коленчатого вала. Два уравновешивающих вала, которые вращаются в противоположные стороны, образуют систему, в которой гасятся собственные силы инерции.

Клапанный механизм

Для улучшения характеристики двигателя, уменьшения расхода топлива и выброса токсичных веществ в двигателе применяется механизм регулирования фаз газораспределения (VVT-i).

Впускной и выпускной распредвалы приводятся цепью.

Клапаны имеют увеличенную высоту подъема и для их привода используются толкатели без регулировочных шайб. У такого толкателя увеличена площадь контакта с кулачком распредвала.

Рис.216

Регулировка зазора клапанов производится путем выбора толкателей клапанов соответствующей толщины. Поставляются регулировочные толкатели клапанов 35 размеров с шагом 0,02 мм, от 5,06 мм до 5,74 мм.

Распределительный вал

Для определения положения впускного распредвала на нем установлен задающий ротор, работающий в паре с датчиком положения.

В распределительном вале впускных клапанов имеется масляный канал для подачи моторного масла в систему VVT-i.

Для изменения фаз впускных клапанов, на переднем конце распределительного вала впускных клапанов установлена регулирующая муфта.

Цепь ГРМ двигателя toyota 2AZ-FE

Рис.217

Для уменьшения размеров привода ГРМ в нем использована роликовая цепь с шагом звена 8 мм.

Смазка цепи клапанного механизма осуществляется масляным жиклером.

Для создания постоянного усилия в натяжителе цепи используется пружина и давление масла.

Натяжитель уменьшает шум, создаваемый цепью.

Натяжитель фиксируемого типа, с храповиком.

Для уменьшения трудоемкости обслуживания конструкция натяжителя допускает его снятие и установку с внешней стороны передней крышки двигателя.