Двигатели серии AZ появились на автомобилях Toyota с 2000 года - они постепенно заменили легендарные моторы серии S и в течение десяти лет оставались основными "среднеобъемниками" компании. Устанавливались на большое количество исходно-переднеприводных моделей классов "C", "D", "E", вэнов, средне- и полноразмерных паркетников.

2AZ-FE - поперечного расположения, с распределенным впрыском, для исходно-переднеприводных легковых автомобилей, вэнов и паркетников. Устанавливался на модели: Alphard 10..20, Avensis Verso 20, Blade 150, Camry 30..40, Corolla/Matrix 140, ES 40, Estima 30/40..50, Harrier 10..30, Highlander 20, Ipsum 20, Kluger, Mark X Zio, Previa 30..50, RAV4 20..30, Rukus 150, Scion TC 10, Solara 20..30, Vanguard 30.
В начале 2010-х постепенно замещался двигателями серий ZR и AR.

Модификации:
- 2AZ-FXE - с распределенным впрыском, для исходно-переднеприводных легковых автомобилей с гибридной силовой установкой (Alphard Hybrid 20, Camry Hybrid 40, Estima Hybrid 10..20, HS250h, Previa Hybrid 20, SAI).
- 3AZ-FXE - для легковых автомобилей с гибридной силовой установкой (Camry Hybrid 40 CHN).

Блок цилиндров

В двигателе применяется алюминиевый (легкосплавный) блок цилиндров с тонкостенными чугунными гильзами и открытой рубашкой охлаждения. Гильзы вплавлены в материал блока, а их специальная неровная внешняя поверхность способствует максимально прочному соединению и улучшенному теплоотводу. Капитальный ремонт двигателя производителем не предусматривается по определению.

Как принято на тойотовских "четверках" рабочим объемом более двух литров - непосредственно от коленчатого вала приводится балансирный механизм с полимерными (для уменьшения шумности) шестернями. К сожалению, кроме улучшения комфорта, он создает еще одно потенциально слабое место механической части двигателя.

На тип "2006 в рубашке охлаждения появилась проставка, благодаря которой охлаждающая жидкость более интенсивно циркулирует в зоне верхней части цилиндров, что улучшает теплоотвод и способствует более равномерному термонагружению.

Привод ГРМ

Газораспределительный механизм - 16-клапанный DOHC, привод осуществляется однорядной роликовой цепью (шаг звеньев 8 мм), для натяжения цепи используется гидронатяжитель с храповым механизмом, для смазки - отдельная масляная форсунка.

На распределительном валу впускных клапанов установлена звездочка привода VVT (системы изменения фаз газораспределения), предел изменения фаз - 50° (тип "2006 - 40°). Отдельное описание принципов работы системы Toyota VVT-i приведено по ссылке

Зазор в приводе клапанов регулируется при помощи набора толкателей, без использования шайб или гидрокомпенсаторов. Поэтому от ставшей чрезмерно сложной и дорогой процедуры регулировки владельцы, как правило, воздерживаются.
.

Предсказать ресурс цепи довольно сложно - в редких случаях она не требует замен вплоть до 300 тыс. км пробега, но порой критически удлиняется и к 150 тыс. км (что проявляется шумом в работе, особенно после запуска, и ошибками по фазам газораспределения). При ее замене целесообразно было бы одновременно заменить и все прочие элементы привода (звездочки, натяжитель, направляющую), поскольку бывшие в эксплуатации элементы способствуют быстрому "старению" и новой цепи, но поскольку звездочка впускного распредвала идет в сборе с приводом VVT (~$120), то этой рекомендации следуют не все. Относительно частых замен требует гидронатяжитель цепи, однако эта операция выполняется снаружи, без снятия крышки цепи.

Смазка

В блоке находятся масляные форсунки охлаждения и смазки поршней.

Впуск и выпуск

Расположение коллекторов характерно скорее для тойотовских двигателей предыдущего поколения - впуск сзади, выпуск спереди. Заметное нововведение - пластиковый впускной коллектор (для снижения веса и стоимости, и уменьшения нагрева воздуха на входе в двигатель), оказалось достаточно беспроблемным даже для зимних условий.

Система впрыска топлива (EFI)

Впрыск топлива - традиционный распределенный, в нормальных условиях - секвентальный. В некоторых режимах (при низких температурах и небольшой частоте вращения) может использоваться попарный впрыск. Кроме того, может выполняться впрыск синхронизированный (один раз за цикл, при одном и том же положении коленчатого вала, с коррекцией продолжительности впрыска) или несинхронизированный (одновременно всеми форсунками).

Форсунки с многоточечным распылителем оптимизированы для мелкодисперсного рассеивания топлива.

В 2001-2003 выпускалась модификация с механическим приводом дроссельной заслонки и классическим регулятором холостого хода типа "rotary solenoid".

Однако на большинстве моделей изначально устанавливалась дроссельная заслонка с электронным управлением (ETCS): привод двигателем постоянного тока, двухканальный потенциометрический датчик положения (к MY2003 заменен на бесконтактный двухканальный датчик на эффекте Холла), плюс отдельный датчик положения педали акселератора (изначально потенциометрический, с тип "2006 - на эффекте Холла). ETCS выполняет функции управления частотой вращения холостого хода (ISC), круиз-контроля и контроля крутящего момента при переключении передач.

Парные кислородные датчики (89465) перед двойным нейтрализатором,
- один кислородный датчик (89465) перед нейтрализатором и один - после,
- один датчик AFS (89467) перед нейтрализатором и кислородный датчик (89465) - после,
- парные датчики AFS (89467) перед двойным нейтрализатором и парные кислородные датчики (89465) - после...

Датчики положения коленчатого и распределительного валов оставались традиционными индуктивными.

К MY2003 был внедрен плоский широкополосный пьезоэлектрический датчик детонации, в отличие от старых датчиков резонансного типа он регистрирует более широкий диапазон частот вибраций.

На североамериканском рынке ECM приходилось также выполнять управление запредельно сложной, по сравнению с версиями для Европы или Японии, и капризной системой улавливания паров топлива (EVAP), которая заслуживает отдельного разговора.

На тип "2006 некоторых рынков с жесткими эко-нормами на впуске появился привод IMRV, который при работе непрогретого двигателя на холостом ходу перекрывает впускные каналы особыми заслонками, благодаря чему создаются сильные завихрения, способствующие турбулизации заряда и улучшению эффективности процесса сгорания.

Стартер - с планетарным редуктором и сегментной обмоткой якоря, вместо обмотки возбуждения устанавливаются постоянные и интерполяционные магниты.

Генератор - после MY2003 появились новые генераторы с сегментным проводником. С MY2006 появилась обгонная муфта с пружиной между внутренней и внешней частями шкива, которая передает крутящий момент только в направлении вращения коленвала, снижая нагрузку на приводной ремень.

Практика

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.

Бензиновый двигатель Тойота Камри 2.4 литра из серии 2AZ-FE появился на рубеже 2000 годов. Мотор стал довольно востребован не только на Toyota Camry, но и на других моделях. Встретить силовой агрегат можно было и на Lexus разных годов выпуска. Базой для создания 2AZ-FE объемом 2.4 литра стал агрегат 1AZ-FE объемом 2 литра. Для 4 цилиндрового мотора большего объема производитель увеличил ход поршня и немного увеличил диаметр поршней.

Устройство двигателя Toyota Camry 2.4

2.4-литровый 2AZ-FE получил довольно много модификаций, например FSE получил прямой впрыск топлива, а FXE использовали для гибридных силовых установок. Это рядный 4-цилиндровый 16 клапанный агрегат с алюминиевым блоком цилиндров и цепным приводом ГРМ. В зависимости от настроек, степени сжатия и других параметров силовой агрегат в разные годы выдавал от от 149 до 170 л.с. Естественно в нашей стране мотор подгоняли под более выгодный дорожный налог, то есть менее 150 л.с. Мотор получил систему смены фаз газораспределения на впускном валу. Двигатель весьма чувствителен к перегреву, ведь это ведет к потери геометрии легкосплавного блока цилиндров.

В двигателе используется интеллектуальная система регулирования фаз газораспределения (VVT-i), система раздельного зажигания (DIS), продвинутая система управления дроссельной заслонкой (ETCS-i). При создании двигателя была поставлена цель достижения высокой мощности, малого уровня шума, низкого расхода топлива и приемлемой токсичности. Используются 12-дырчатые форсунки с высокой степенью дробления, для лучшего факела распыла топливной смеси. Применяются долговечные свечи зажигания с иридиевой наплавкой на электрод.

Головка блока цилиндров двигателя Камри 2.4

Головка блока цилиндров мотора 2AZ-FE выполнена из магниево-алюминиевого сплава. Использование шатровой камеры с клиновыми вытеснителями повысило топливную экономичность и снизило склонность к детонации. Падающий впускной канал улучшает наполнение цилиндров. Кстати впускной коллектор выполнен из специального пластика. Расположение топливных форсунок во впускном канале позволяет впрыскивать топливо, как можно ближе к камере сгорания. Благодаря такой конструкции предотвращается конденсация топлива на стенках впускных каналов, что позволяет уменьшить содержание углеводородов в отработавших газах.

Благодаря удачной организации циркуляции охлаждающей жидкости достигнута высокая эффективность охлаждения головки цилиндров. Для уменьшения массы и количества используемых деталей, под выпускными каналами выполнен обводной канал для охлаждающей жидкости.

Стоит отметить, что регулировку клапанов придется осуществлять в ручную методом подбора толкателей клапанов соответствующей толщины. Регулировочные толкатели клапанов имеют 35 различных размеров с шагом 0,02 мм, от 5,06 мм до 5,74 мм.

Привод ГРМ двигателя Camry 2.4

Привод ГРМ Toyota Camry 2.4 цепной . Крутящий момент передается от звездочки коленвала к звездочкам распредвалов. Используется успокоитель и натяжитель обеспечивая оптимальное натяжение цепи и долговечность привода. Цепей две. Вторая малая цепь вращает звездочку масляного насоса. Смотрим схему ГРМ мотора чуть ниже.

Характеристики двигателя Тойота Камри 2.4 л.

• Рабочий объем – 2362 см3
• Количество цилиндров – 4
• Количество клапанов – 16
• Диаметр цилиндра – 88.5 мм
• Ход поршня – 96 мм
• Привод ГРМ – цепь (DOHC)
• Мощность л.с. (кВт) – 167 (123) при 6000 об. в мин.
• Крутящий момент – 224 Нм при 4000 об. в мин.
• Максимальная скорость – 210 км/ч
• Разгон до первой сотни – 9.1 секунд
• Тип топлива – бензин АИ-95
• Расход топлива по городу – 11.6 литров
• Расход топлива в смешанном цикле – 8.5 литра
• Расход топлива по трассе – 6.7 литра

Мотор Toyota Camry довольно прожорливый особенно с коробкой автомат, что неудивительно при таком солидном объеме. В нашей таблице выше расход топлива указан для версии с механической трансмиссией.

Двигатель Toyota 2AZ-FE/FSE/FXE 2.4 л.

Характеристики двигателя Тойота 2AZ

Неисправности и ремонт двигателя 2AZ-FE/FSE/FXE

Двигатель 2AZ появившийся в 2000 году, пришел на замену 2.2 литровому , и представляет собой , с расточенными цилиндрами до диаметра 88.5 мм (было 86 мм) и длинноходным коленвалом (96 мм против 86 мм). В картере располагается уравновешивающий механизм в виде двух балансирных валов, для снижения вибраций и плавности работы. В остальном перед нами такой же 1AZ с алюминиевым блоком, одинарным VVTi, электронной дроссельной заслонкой и прочим.

Модификации двигателя Toyota 2AZ

1. 2AZ-FE - базовый мотор, степень сжатия 9.6. Мощность от 160 л.с. В 2008 году в мотор внесли коррективы, заменили распредвалы на чуть более агрессивные, степень сжатия выросла до 9.8, мощность составила 166 л.с.
2. 2AZ-FSE - аналог 2AZ-FE, используется непосредственный впрыск топлива, степень сжатия увеличена до 11, мощность 163 л.с. Выпуск мотора прекращен в 2009 году
3. 2AZ-FXE - двигатель для гибридов, работает по циклу Аткинсона. Отличается другими распредвалами, поршнями и высокой степенью сжатия - 12.5. Мощность мотора 130 и 150 л.с.

Неисправности, проблемы 2AZ и их причины

Проблемы моторов 2AZ в точности повторяют таковые в движке ибо конструкция двс одна: типичный для AZ срыв резьбы в блоке, вибрация, дерганность и прочее. Двигатель 2AZ, как и 1AZ, несмотря на неремонтопригодный блок цилиндров, при нормальном уходе и своевременной замене масла, с удовольствием откатает более 300 тыс. км, что весьма недурно для современного мотора. В 2008 году, на смену 2AZ, пришел новый современный мотор, выпускающийся и сегодня - 2AR .

Тюнинг двигателя Toyota 2AZ-FE/FSE/FXE

Турбина на 2AZ-FE/FSE/FXE

На двигатель 2AZ в продаже имеются готовые решения по увеличению мощности двигателя до 300 л.с. и более. Наиболее распространены турбо киты на базе T04E. Покупаем этот турбо кит с интеркулером, коллектором, пайпами, форсунками, насосом, маслосливом и маслоподачей, блоу-офом, вестгейтом, ECU и прочим. К этому добавим толстую прокладку ГБЦ, надуваем 0.7 бар и ездим пока не развалится, после чего есть два варианта.
1. Купить кованую поршневую под низкую степень сжатия и увеличить давление наддува.
2. Купить .