1989 год – дата рождения одной из самых удачных серий двигателей Toyota, получившей цифровой индекс UZ. Появление 4-литрового мотора 1UZ-FE было обусловлено необходимостью оснастить надежным агрегатом новый седан Toyota – автомобиль Celsior (аналог в Америке и Европе – Lexus LS400).
Конструкторы компании блестяще справились с задачей: двигатель 1UZ открыл начальную страницу 20-летней истории успешного использования моторов серии на самых дорогих моделях Toyota и Lexus.
Кодировка двигателя Тойота информативна и содержит в себе много сведений об изделии:
- цифра 1 определяет порядковый номер образца внутри серии;
- буква U указывает на саму серию двигателей Тойота (V8 с ременным приводом) и является главной в коде;
- буква Z относит мотор к бензиновому классу;
- буква F говорит о стандартной компоновке распредвалов в головке блока цилиндров;
- буква E повествует об электронном многоточечном впрыске.
В компоновке двигателя для достижения высоких показателей широко использовались технические решения, применявшиеся ранее только для спортивных приложений. Пять подшипников коленвала и близкое к квадратному отношение размеров цилиндра прямо указывали на спортивный «темперамент» мотора. Материал для поршней – особый сплав алюминия и кремния — с низким коэффициентом температурного расширения позволил проектировщикам двигателя выдержать жесткие допуски и обеспечить плотное прилегание поршней к стенкам цилиндров.
1UZ-FE с системой VVT-i Мотор 1UZ-FE подвергался доработкам два раза. В 1995 году в цилиндрах была повышена степень сжатия топливной смеси до значения 10.4, а в конструкцию поршней и шатунов внесли незначительные изменения с целью уменьшения их веса. Это позволило увеличить мощность агрегата на 5 л.с. и добавить 10 единиц крутящему моменту. Намного серьезнее двигатель был переработан в 1997 году, когда его оснастили новыми распредвалами с фирменной тойотовской системой VVT-i, алюминиевым впускным коллектором и усиленными шатунами. Система зажигания мотора стала полностью электронной: трамблеры заменили датчиками Холла, а каждый цилиндр снабдили индивидуальной катушкой. Еще на одну десятую была увеличена степень сжатия. В итоге прирост мощности 1UZ-FE V8 составил почти 30 л.с., крутящий момент поднялся до значения 407 Нм.
Интересен тот факт, что двигатели 1UZ-FE никогда не агрегатировались с МКПП – только с автоматами. С 1998 по 2000 год двигатель Toyota 1UZ, оснащенный системой VVT-i, входил в топ-10 лучших моторов американского рынка по версии авторитетного издания «Ward’s AutoWorld magazin».
Техническая информация
Характеристики и конструктивные особенности 3-х модификаций 1UZ-FE.
| Параметр | Значение | ||
| Компания-производитель | Toyota Motor Corporation | ||
| Годы выпуска | 1989-1995 | 1995-1997 | 1997-2002 |
| Модель ДВС | 1UZ-FE, бензиновый | 1UZ-FE VVT-i, бензиновый | |
| Конфигурация цилиндров | V-образная, под углом 90° | ||
| Количество цилиндров | 8 | ||
| Рабочий объем, см3 | 3968 | ||
| Диаметр цилиндра, мм | 87,5 | ||
| Ход поршня, мм | 82,5 | ||
| Степень сжатия | 10,0 | 10,4 | 10,5 |
| Количество клапанов на цилиндр | 4 (2 на впуск и 2 на выпуск) | ||
| Тип механизма газораспределения | DOHC, с верхним расположением двух валов | DOHC, с верхним расположением двух валов и системой VVT-i | |
| Последовательность срабатывания цилиндров | 1-8-4-3-6-5-7-2 | ||
| Макс. мощность ДВС, л.с. / частота вращения вала, об/мин | 256 / 5400 | 261 / 5400 | 290 / 6000 |
| Макс. крутящий момент, Нм / частота вращения вала, об/мин | 353 / 4600 | 363 / 4600 | 407 / 4000 |
| Тип системы питания ДВС | Распределенный электронный впрыск | ||
| Тип системы зажигания ДВС | Бесконтактная, с 2 катушками и 2 трамблерами | Электронная, с отдельными катушками на каждый цилиндр | |
| Тип системы смазки | Комбинированная, частично под давлением и частично — разбрызгиванием | ||
| Тип системы охлаждения | Жидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией | ||
| Рекомендованное октановое число бензина | 95 | ||
| Тип агрегатируемой с ДВС трансмиссии | 4-ступенчатая АКПП | 5-ступенчатая АКПП | |
| Вес изделия, кг | 225 | 220 | 226 |
| Материал БЦ и ГБЦ | Алюминиевый сплав | ||
| Материал поршней | Алюминиево-кремниевый сплав | ||
| Соответствие экологическим нормам | — | ЕВРО 2 | |
| Ресурс двигателя по пробегу (примерный), тыс. км | 350-400 | ||
На автомобиле Lexus GS400 с помощью дополнительных настроек блока управления двигателя (БУД) мощность и крутящий момент 1UZ-FE VVT-i удалось довести до рекордных значений в 300 л.с. и 420 Нм.
Несмотря на внушительный объем двигателей и высокую мощность, все образцы 1UZ являются достаточно экономичными агрегатами благодаря выверенной работе дросселя и системы впрыска. Расход топлива на разных моделях автомобилей в среднем не превышает диапазона 7-9 л на 100 км при движении по трассе. В городе эта величина выше — 14-16 л.
Характеристики
| Мощность | 235 — 305 л.с. (173 — 224 кВт) |
| Объем | 3969 куб. см. |
| Конструкция | V |
| Тип топлива | бензин |
| Топливная смесь | Впрыскивание во впускной коллектор/Карбюратор |
| Система питания | всасывающее устройство |
| Тип двигателя | бензиновый |
| ГРМ | DOHC |
| Привод ГРМ | Зубчатый ремень |
| Тип охлаждения | жидкостное |
| Компрессия | 10.5 : 1 |
| Диаметр поршня | 87.5 мм |
| Ход поршня | 82.5 мм |
| Количество цилиндров | 8 |
| Количество подшипников коленчатого вала | 5 |
| Количество клапанов | 32 |
| Крутящий момент | 407 Н·м |
Особенности эксплуатации и обслуживания
При правильном техническом обслуживании (ТО) двигатели 1UZ-FE не доставляют владельцам особых хлопот. Качественное моторное масло раз в 10 тыс. км пробега и замена ременного комплекта ГРМ и свечей зажигания профессиональными сервисменами через 100 тыс. км – вот основные операции, определяемые регламентом ТО и отодвигающие ремонт двигателя на далекую перспективу. При проведении работ желательно использовать оригинальные материалы, рекомендованные производителем. Например, для 4-литровых моторов оригинальной является иридиевая свеча DENSO SK-20R11.
Безусловной долговечностью обладают силовые части ДВС 1UZ. Но в двигателе присутствует множество навесных элементов и сопряженных узлов, которые в процессе эксплуатации могут терять работоспособность раньше установленного для изделия в целом ресурса. Таким узлам и механизмам надо уделять большее внимание. В первых модификациях ДВС наиболее «капризным» механизмом является бесконтактная система зажигания. Непрофессиональное вмешательство в ее функционирование недопустимо: все работы должны проводить специалисты техцентров, имеющие необходимое оборудование и навыки.
Расположение помпы 1uz-fe
Второй проблемный узел — водяная помпа, установленная глубоко в развале БЦ. Изгибающий момент от ремня постоянно воздействует на устройство, со временем лишая его герметичности. Причем снаружи обнаружить начало протекания непросто из-за глубины расположения насоса. Заставлять владельца проверять состояние этого узла должно любое снижение уровня жидкости в бачке. Пренебрежение проверкой может привести к обрыву ремня ГРМ из-за попадания на него капель антифриза и кристаллизации их под воздействием высоких температур.
Особенности конструкции
Двигатель 1UZ представляет собой 8-цилиндровый V-образный бензиновый агрегат, оснащенный электронной системой впрыска бензина EFI. Ряды цилиндров расположены под углом 90°. Блок изготовлен из алюминиевого сплава, применены тонкостенные чугунные гильзы цилиндров. Коленчатый вал установлен на 5 коренных опорах, имеющих индивидуальные крышки. Блок предусматривает только продольное расположение силового агрегата в моторном отсеке. Вес двигателя в сборе с навесным оборудованием не превышает 165 кг.
Поршни изготовлены из алюминиевого сплава с добавкой кремния. Степень сжатия на ранних моторах составляет 10,0. После первой модернизации она увеличилась до 10,4, а после второй — до 10,5. В качестве топлива рекомендуется использовать бензин с октановым числом 95 и выше. Днища поршней ранних моторов имеют выемки под клапаны. С началом выпуска двигателя с регулятором фаз днища стали плоскими. Обрыв ремня на этих моторах вызывает удар поршней и клапанов, после которого требуется капитальный ремонт.
На моторе — 2 головки цилиндров, изготовленные методом литья из алюминиевого сплава. Схема газораспределения предусматривает использование 2 впускных и 2 выпускных клапанов на цилиндр. Привод выполняется 2 распределительными валами, установленными в головках блоков. Клапаны впуска и выпуска размещены по разным сторонам головки. Вращение механизма газораспределения осуществляется от коленчатого вала при помощи зубчатого ремня. На поздних моторах установлена система VVTi, обеспечившая регулировку углов открытия клапанов впуска.
Особенностью двигателей является отсутствие гидравлических компенсаторов зазоров между кулачками и стержнями клапанов. Настройка выполняется путем установки сменных шайб. Конструкция шатунов на моторах, выпущенных после 1994 года, отличается от предыдущего поколения. Детали имеют меньший вес при несколько увеличенном расстоянии между осями коренного и шатунного подшипника.
Выпускные коллекторы оснащены каталитическими нейтрализаторами отработавших газов. Поздние версии мотора удовлетворяли требованиям Евро-2. Впускной коллектор оснащен системой регулировки геометрии.
Система зажигания на ранних версиях мотора бесконтактная; оборудована 2 катушками и 2 распределителями. Позднее на месте распределителей появились датчики Холла; каждый цилиндр получил отдельную катушку. Система охлаждения принудительная, циркуляция антифриза выполняется помпой. Для привода навесного оборудования применен поликлиновый ремень.
Силовые агрегаты завоевали репутацию надежных и долговечных узлов. Toyota никогда официально не публикует данных о ресурсе двигателей. Но на практике моторы 1UZ выдерживают без капитального ремонта пробеги более 450 тыс. км.
Интересные подробности о «второй жизни» мотора
Уникальные свойства ДВС семейства 1UZ подтверждает тот факт, что на базе этих моторов в США был разработан и сертифицирован в 1997 году авиационный двигатель FV2400-2TC, предназначенный для легкомоторного 4-местного самолета. При разработке мотора в топливную систему внедрили компрессор (supercharger), реализовали технологию двойного турбонаддува (twin-turbo) и установили новый БУД фирмы Hamilton Standard, что позволило получить мощность 360 л.с. А в 1998 году серийно начались выпускаться 300-сильные лодочные моторы Тойота VT300i, использующие блок цилиндров от 1UZ-FE VVT-i.
Не меньшей популярностью пользуются моторы 1UZ-FE у любителей производить над своими авто различные манипуляции: тюнинг-ателье с удовольствием заказывают контрактные (без пробега по России) двигатели 1UZ из Японии и свап-комплекты на их базе для последующего оснащения мощными ДВС как отечественных машин (Волга ГАЗ-24, Газель, УАЗ), так и японских моделей (Mitsubishi Pajero, Toyota Altezza или Тойота Марк 2). Описания таких успешных «операций» легко найти в интернете. Например, свап с 1G-FE на 1UZ-FE для Toyota Chaser с подробным описанием и фотографиями представлен на ресурсе https://www.drive2.ru/l/36902/.
Технические характеристики 3UZ-FE
| Объем двигателя, куб.см | 4292 |
| Максимальная мощность, л.с. | 276 — 300 |
| Максимальный крутящий момент, Н*м (кг*м) при об./мин. | 417 (43) / 3500 419 (43) / 3500 430 (44) / 3400 434 (44) / 3400 441 (45) / 3400 |
| Используемое топливо | Бензин Premium (АИ-98) Бензин Бензин АИ-95 Бензин АИ-98 |
| Расход топлива, л/100 км | 11.8 — 12.2 |
| Тип двигателя | V-образный, 8-цилиндровый, 32-клапанный, DOHC |
| Доп. информация о двигателе | 3 |
| Максимальная мощность, л.с. (кВт) при об./мин. | 276 (203) / 5600 280 (206) / 5600 282 (207) / 5600 286 (210) / 5600 290 (213) / 5600 300 (221) / 5600 |
| Степень сжатия | 10.5 — 11.5 |
| Диаметр цилиндра, мм | 81 — 91 |
| Ход поршня, мм | 82.5 |
| Механизм изменения объёма цилиндров | нет |
| Выброс CO2, г/км | 269 |
| Количество клапанов на цилиндр | 4 |
Назначение 8-цилиндровой конструкции с 32 клапанами, двумя головками, 4 распредвалами ГРМ – оснащение автомобилей представительского класса. На 3UZ-FE установлен стальной литой коленвал.
Основные показатели двигателя, выпускавшегося в 2000-2010 г.:
- Блок и его головки – дюралюминиевые, тип мотора: V-образный, развал 90 градусов. Мощность – 282-304 л. с. Вес – 225 кг.
- Впрыск бензина – одноточечный инжекторный SPFI, катушка зажигания – для каждой свечи. Степень сжатия 10,5. Привод ГРМ – ременной.
- Расход: АИ-95 в среднем 12 л, масла (5W30, 5W40, 0W30, 0W40) – до 80 г/100 км пробега.
