Можливо, вас дещо спантеличило назва статті? Прийнято вважати продукцію японського автопрому втіленням новітніх технологій і високої якості. Згаданий в назві двигун встановлювали близько десяти років на відомі моделі Toyota: Avensis, Camry, Caldina, RAV4, не рахуючи деяких інших.
Так в чому ж небезпека покупки японського авто, на моторі якого красується табличка «D-4»? І чому перед продажем деякі власники знімають її? Про все це ви дізнаєтесь, прочитавши пропонований матеріал.
Місце в історії
Для просування новинки японські фахівці використовували термін «технологія D-4», що означало, по-видимому, прямий впорскування (D) і 4 циліндри. У другій життя (серії) «джедай» отримав індекс 1AZ-FSE. Згідно «тойотовской» класифікації це означає:
- 1 - порядковий серійний номер;
- A - серія двигунів;
- Z - бензиновий;
- F - стандартний мощностной ряд;
- S - безпосередній (прямий) впорскування палива;
- E - електронний багатоточковий уприскування.
Двигун 1AZ випускався і в більш простої версії - 1AZ-FE, тобто, замість прямого вприскування використовувався розподілений. Основні характеристики двох версій представлені в таблиці:
Принцип роботи
Особливістю виконання ФСЄ є можливість роботи на надбідній паливо-повітряної суміші в пропорції до 30 - 40: 1. Притому що оптимальний стехіометричний склад - 14,7: 1, а для звичайного інжекторного мотора (з розподіленим уприскуванням) межею є 20 - 24. Це досягається тим, що паливо після впорскування розподіляється за обсягом нерівномірно.
За рахунок спеціальних відображають виїмок в днище поршня утворюється зворотний вихор, що досягає у свічки запалювання найбільшої концентрації, близької до стехіометричної. В інших областях суміш залишається збідненого.
Робочий процес відбувається з використанням деяких інновацій: пошарове освіту суміші, режимний робота форсунок, регульоване газорозподіл (система VVTi), повторне допалювання вихлопних газів. У відповідності зі змінною навантаженням і швидкістю руху ЕБУ включає потрібний режим сумішоутворення.
Змінюється момент уприскування, кількість ін'єкцій, конфігурація паливного факела і положення регулюючих заслінок у впускному тракті. Короткий опис режимів роботи двигуна D-4:
- Пошарове або поетапне згоряння палива (малі навантаження, постійна швидкість). Бензин впорскується при завершенні такту стиснення вузьким факелом, відбиваючись від поршневого поглиблення, розпорошується і потрапляє в зону дії свічки запалювання. Тут досить збагачений заряд запалюється, після чого підпалює залишилася обедненную суміш (ƛ = 17 - 40).
- Гомогенна (однорідна) суміш використовується при нестабільних режимах роботи двигуна: запуск, прогрівання, навантаження, регенерація під час гальмування. Бензин впорскується на такті впуску, навздогін поршня. Факел має форму конуса, відображення від поршня відсутня, і вся суміш має склад, що наближається до стехиометрическому (ƛ = 12 - 15).
- Двохетапне смесеобразование. У процесі переходу від пошарового до однорідного режиму бензин впорскується двічі - при впуску і стиснення. Суміш починає збагачуватися (ƛ = 15 - 25).
Відмінності від серії 3S
Новий движок отримав алюмінієвий блок циліндрів (БЦ) з відкритою сорочкою охолодження - конструкція «Open Deck», при якій циліндри омиваються рідиною (ОЖ) з усіх боків. Крім того, наскрізні канали дозволяють відмовитися від застосування піщаних стрижнів в процесі відливання, а сам процес перевести на лиття під тиском.
Конструктивна схема двигуна виконана з дезаксажем - колінчастий вал зміщений відносно поздовжнього перерізу БЦ на 1 см. Метою є зменшення бічної реакції сили тертя поршня об стінки циліндрів. Справа в тому, що тонкі стінки не дозволяють розточувати БЦ під ремонтні розміри. Тобто, блок є фактично одноразовим.
Застосування ланцюга ГРМ замість зубчастого ременя також відрізняє новинку від попередньої лінійки. Решта рішення перекочували з попереднього мотора з деякими змінами:
- Спрощено процедуру рішення впускного колектора і додаткових заслінок. Привід останніх здійснюється за допомогою простого вакуумного сервоприводу і електромагнітного клапана, прохідні канали збільшені і менше заростають сажею.
- Змінено електронну дросель. Він став менше за розмірами, датчики заховані всередині і не потребують регулювання.
- Паливна рейка з одним прохідним отвором має більш простий пристрій.
- Удосконалено паливний насос високого тиску (ТНВД). У регуляторі тиску залишений всього один нерозбірний клапан, сальник забезпечили пружиною. І хоча протікання нового насоса стали набагато менше, термін служби вдалося продовжити незначно.
Проблеми «джедая»
На жаль, версія FSE генерації 1AZ, незважаючи на всі поліпшення, так і не стала справді масовою, і їй на зміну прийшло покоління 2AZ. Нижче викладені основні проблеми, що виникають при експлуатації двигунів D-4.
Низький ресурс ТНВД. І хоча цей пристрій давно успішно використовується на дизельних ДВС, виявилося, що бензин, як робоче середовище, агресивно впливає на його компоненти.
Справа в тому, що бензин не володіє такими змащувальні властивості, як солярка. І навіть змащувальні присадки, що додаються до нього по нормам Євро-4, не настільки ефективні, тому деталі ТНВД зношуються значно швидше, ніж на дизелі.
В результаті пальне потрапляє в мастило і розріджує його. При значному зносі обсяг масла в картері може за день-два збільшитися вдвічі. А розріджений масло призводить до зносу кулачків, вкладишів і інших деталей.
Ще одним слабким місцем 1AZ-FSE є система вторинного використання відпрацьованих газів. Незважаючи на поліпшення конструкції в порівнянні з попередником - 3S, впускний колектор, що регулюють заслінки і дросель EGR покриваються сажею, що призводить до нестійких холостим оборотам, провалів, смикання під час руху.
Регулювання клапанів ГРМ 1AZ можлива тільки підбором регулювальних склянок, що вельми складно і дорого, тому її зазвичай не виробляють.
А ось двигун FE сімейства 1AZ виявився дещо більш вдалим, оскільки в ньому був відсутній головний винуватець більшості бід - ТНВД.
Поради по експлуатації
Служба механізмів може бути істотно продовжено, якщо уникати несприятливих умов експлуатації:
- Найголовніше, що протипоказано двигунів D-4 - неякісний бензин. Навіть невеликий надлишок сірки, що міститься в паливі, призводить до зносу прецизійних сполучень, немов від абразивного порошку.
- Щоб не допустити аварійних протікань бензину з ТНВД в масляний картер, слід взяти за правило регулярно перевіряти щупом рівень масла. Якщо останній починає підвищуватися, є привід віддати насос на діагностику.
- Необхідно періодично очищати від сажі вхідну систему, дросельні заслінки і EGR, а через 1 - 2 тисячі км пробігу прогнати двигун пару хвилин на великих оборотах, щоб випалити нагар на деталях ШПГ.
Коли виконується заміна ланцюга, необхідно звертати увагу, щоб не тільки мітки зірочок збігалися з ризиками на кришках передачі, але і мітки ГРМ на ланцюгу, виконані у вигляді позначених ланок, з ризиками на зірочках.
замість епілогу
Помилкою ордена «джедаїв» виявилося фанатичне служіння ідеалам. В результаті втрати людяності вони стали втрачати Силу. Так само сталося і з 1AZ-FSE. Головним пріоритетом розробників було безкомпромісне дотримання екологічних вимог «зелених» і економія палива. При цьому агрегат втратив деякі інші якості, а саме: надійність роботи, простоту обслуговування і ремонтопридатність.
Перша генерація так і не стала справді масовою, оскільки двигун FSE скомпрометував і все сімейство 1AZ, а табличка з написом «D-4» для російських покупців стала справжнім пугалом. В кінцевому підсумку все його представники швидко пішли зі сцени, а на поточний момент випускаються тільки моделі 2-го сімейства: 2AZ-FE і 2AZ-FXE. Останні розробки компанії Toyota ведуться в області комбінованого - безпосередньо-розподіленого уприскування.