Ремонт более частый из-за неплавающих подшипников поршневого пальца и повышенного износа втулок распределительного вала, но может быть выполнен вручную. Производитель использует высокопроизводительные компоненты, а система привода имеет три модификации, которые поддерживают объем камер сгорания.
Toyota 4A-GE: легендарный японский двигатель
Двигатель Toyota A впервые появился в 1936 г. Этот шестицилиндровый двигатель был копией двигателя Chevrolet и устанавливался на Toyota AA, первый серийный автомобиль японской компании. Однако наш сегодняшний герой не имеет ничего общего со своим древним предком. 4A-GE — это четырехцилиндровый двигатель, установивший новую веху в истории японской автомобильной промышленности в начале 1980-х годов.
Первые Toyota DOHC
Первый двигатель Toyota с двойным верхним распредвалом (DOHC) был представлен в 1966 году. Двухцилиндровый двигатель, получивший обозначение 3M, был разработан совместно с Yamaha и устанавливался на Toyota 2000GT. Двигатель оказался превосходным. По сравнению с обычным одноосным двигателем, он имел более высокую удельную мощность и лучшую топливную экономичность. Но он был намного дороже и не подходил для массового производства.
Однако японцы не хотели отказываться от этих эффективных двигателей и постепенно наладили массовое производство двухвальных двигателей. В начале 1970-х годов компания выпускала двигатели DOHC 9R, 10R, 2T-G и 18R-G, все они были рядными и имели по два клапана на цилиндр. Все это было бы прекрасно, но нефтяной кризис и новые экологические стандарты заставили Toyota разработать более эффективные силовые агрегаты.
4A-GE 16V
Первой «ласточкой» среди двигателей нового поколения стал шестицилиндровый 1G-GEU компании Toyota в 1982 г. Впервые в истории марки двигатель получил двухосевую головку блока цилиндров с четырьмя клапанами на цилиндр. Двигатель оказался очень удачным. По сравнению со своим одноосным аналогом, 1G-GEU выдавал на 30 л.с. больше, был тише и экономичнее.
Год спустя, в 1983 году, Toyota представила четырехцилиндровый двигатель 4A-GE, который был основан на 1,6-литровом двигателе 4A, но был сконструирован аналогично 1G-GEU — многоклапанный корпус головки блока цилиндров. Это позволило увеличить мощность 4A-GE на 40 л.с. до 120 л.с. по сравнению с одноосным 4A. Новый двигатель очень легкий и весит всего 123 кг, что на 29 кг меньше, чем у его предшественника 2T-G.
Blue top
4A-GE был классическим японским двигателем с коротким цилиндром и чугунным блоком цилиндров. Он имел рабочий объем 1 587 см³, распредвалы с ременным приводом и электронный впрыск топлива. Главной особенностью двигателя была головка блока цилиндров с полой камерой сгорания и четырьмя клапанами на цилиндр (2 впускных и 2 выпускных). Кроме того, двигатель был оснащен сложной системой T-VIS (Toyota Variable Induction System), которая работала следующим образом: при оборотах двигателя ниже 4 200 об/мин четыре из восьми отверстий впускного коллектора закрывались впускными дроссельными заслонками, которые ограничивали поток воздуха. В результате на низких оборотах двигателя увеличивался забор воздуха, что приводило к оптимальному наполнению цилиндров.
Из-за синей надписи на головке блока цилиндров двигатель первой серии получил неофициальное название «синий верх». Двигатель 4A-GE впервые дебютировал в легендарной Toyota Corolla AE86 и произвел неизгладимое впечатление на японскую публику в начале 1980-х годов. Он обладал великолепным скоростным характером и легко разгонялся до 7400 об/мин. Более того, мощность двигателя можно было увеличить до 140 л.с. с помощью простых модификаций. Blue top» выпускался до 1987 года, а затем был снят с производства вместе с AE86.
Red & Black top
Но история 4A-GE только начиналась. В июне 1987 года модернизированный двигатель 4A-GE был представлен под капотом Toyota Corolla AE92 под популярным названием «Red & Black top». Levin и Trueno были переднеприводными, поэтому на этот раз двигатель был установлен поперечно. Мощность двигателя не увеличилась, но инженеры усовершенствовали блок цилиндров и увеличили диаметр коленчатых валов для повышения долговечности.
Red top
В мае 1989 года началось производство двигателей третьего поколения, известных как «Red Top». На этот раз японские инженеры значительно улучшили двигатель. На этот раз японские инженеры значительно улучшили двигатель. Они отказались от системы T-VIS, увеличили степень сжатия до 10,3 и мощность до 140 л.с. Кроме того, инженеры усилили шатуны, установили новые поршни и масляные форсунки под ними. Все эти усовершенствования положительно сказались на надежности силовой установки. Известны случаи, когда сильно форсированный 4A-GE Red Top проезжал 250-300 тысяч миль без каких-либо проблем.
Технические характеристики 4A GE 1,6 л/115 – 240 л. с.
Первоначально двигатель семейства GE 4A был разработан с объемом камеры сгорания 1,6 литра и углом между клапанами 50 градусов. Это увеличило выходную мощность и обеспечило высокую эффективность. Отношение диаметра цилиндра к ходу поршня постоянно во всем диапазоне и составляет 81/77 мм.
Система двигателя 4A-GE первого поколения была доработана для заднеприводных версий AE86 автомобилей Toyota Corolla Levin и Sprinter Trueno. Поперечное расположение двигателя для переднеприводных спортивных моделей Toyota появилось позже, с появлением спортивного автомобиля MR2, а в 1991 году Corolla больше не оснащалась силовым агрегатом 4A-GE на заводах Toyota в Канаде и США в Северной Америке.
Для участия в Атлантическом чемпионате с 1990 по 2005 год производитель разработал версию 4A-GE для гоночных автомобилей Formula Atlantic под названием Toyota Racing, которая регулируется при 12 000 оборотах в минуту и выдает 240 л.с.
Технические характеристики 4A GE приведены в таблице ниже:
5 — 7 л/100 км
4,5 литра на литр — 4,5 литра на галлон — 4,5 литра в час — 4,5 литра на галлон — 4,5 литра на галлон — 4,5 литра на галлон
Винт сцепления — 64 Нм
Крышка подшипника — 77 Нм (коренной подшипник) и 55 Нм (шатун)
Все 5 поколений двигателя описаны в руководстве пользователя. Для поддержания функциональности гидробаланса и системы контроля фаз рекомендуется использовать качественное масло.
Особенности конструкции
Конструкторы Toyota в сотрудничестве с конструкторами головки блока цилиндров Yamaha внедрили в двигатель 4A GE следующую базовую архитектуру:
- расточка цилиндров и последующая обработка хонингованием их зеркала непосредственно внутри чугунного блока;
- головка блока цилиндров двухвальная по схеме DOHC, но вначале для 16 клапанов (2 впуск плюс 2 выпуск), а затем 20 клапанов (3 на впуске и 2 на выпуске);
- расположение коллекторов обратное, выхлоп спереди, ресивер сзади;
- навесное оборудование приводится в действие отдельным ремнем;
- система зажигания не изменялась, так и осталась трамблерной с одной катушкой и распределением искры по пучку высоковольтных проводов;
Независимо от поколения 4A GE, ремонт может быть легко выполнен в домашних условиях, а настройкой обычно занимаются энтузиасты именно этой версии серии 4A.
Перечень модификаций ДВС
В общей сложности руководство Toyota совместно с производителем Yamaha выпустило 5 поколений двигателя 4A GE:
- Gen-1 – 1983 – 1987 г, модернизация впускного тракта Big Port, изменяемая геометрия коллектора T-VIS, мощность 112 л. с. для Европы, 124 л. с. для внутреннего рынка, степень сжатия 9,4;
- Gen-2 – 1987 – 1989 г., мощность 125 л. с., степень сжатия 10;
- Gen-3 – 1989 – 1992 г., уменьшены объемы всасывания Small Port, ШПГ нового типа, красная клапанная крышка Red Top, мощность 128 л. с., степень сжатия 10,3;
- Gen-4 – 1991 – 1995 г., 20 клапанов, отдельный для каждого цилиндра короткий дроссель, серебристая клапанная крышка Silver Top, система корректировки фаз VVTi, мощность 160 л. с., степень сжатия 10,5;
- Gen-5 – 1995 – 1998 г., модернизация каналов впуска/выпуска, облегченный маховик и поршни, черная крышка Black Top, мощность 165 л. с., степень сжатия 11.
В дополнение к атмосферной версии выпускался турбомотор 4A GZE с компрессором 0,6 бар, который пережил два поколения для улучшения своих параметров.
Второе поколение
Производство второго поколения началось в 1987 году и было завершено в 1989 году. Основные изменения по сравнению с предшественником:
- большой диаметр подшипников, соединяющих тяги;
- увеличение на 4 шт. числа ребер на задней части блока цилиндров;
- изменение поверхности клапанной крышки.
Система T-VIS также устанавливалась на этот силовой агрегат. Среди гонщиков и тюнеров первые два поколения очень популярны, поскольку эти модификации очень доступны по цене и просты в обслуживании.
Третье поколение
Производство продолжалось три года, с 1989 по 1991 г. Изменения можно увидеть на поверхности клапанной крышки, которая стала серебристой. Буквы двигателя были выкрашены в красный цвет. Прозвище этого двигателя было «Red Top», что в переводе означает «красный верх». Степень сжатия была увеличена до 10,3:1. Основываясь на опыте эксплуатации предыдущих двигателей, Toyota решила уменьшить геометрию впускного коллектора. В результате двигатель получил новое прозвище «smallport», что в переводе на русский язык означает «маленький воздуховод». Система T-VIS не использовалась в этом поколении.
Чтобы продлить срок службы двигателя, были произведены следующие усовершенствования:
- Установка дополнительных разбрызгивателей масла, находящиеся под нижней поверхностью поршней.
- Увеличена толщина шатунов.
- Изготовление першей осуществлялось по толщину пальцев, котора составляла 20 мм.
- Установка датчика, контролирующего расход воздуха, осуществлялся двух типов MAF и MAP, который зависел от рынка, для которого производился двигатель.
Мощность силового агрегата, поставляемого для японского рынка, составляет 125 л.с., а крутящий момент — 149 Нм, в то время как для рынка США эти показатели составляют 128 л.с. и 105 Нм.
Двигатель 4A-GE был впервые представлен в 1983 году. Toyota Sprinter Trueno AE86 и Toyota Corolla Levin AE86 были первыми автомобилями, оснащенными этим силовым агрегатом. Кузов AE86 оснащался двигателем 4A-GE с задним приводом. Поперечная установка началась с Toyota MR2. 1991 год стал последним годом, когда двигатель 4A-GE устанавливался на Toyota Carolla. Geo Prizm GSi оснащался этим силовым агрегатом с 1990 по 1992 год. Все без исключения версии 4A-GE оснащались коваными поршнями, в отличие от агрегатов Toyota, которые имели более дешевые литые поршни.
В период с 1990 по 2005 год Toyota спонсировала чемпионат Atlantic и оснащала автомобили Formula Atlantic полной модификацией 4A-GE от Toyota Racing. Головка блока цилиндров этого двигателя с турбонаддувом была модифицирована. Благодаря этой модификации мощность двигателя составляет 240 л.с. при 8400 об/мин. Максимальная скорость составляла 12 тысяч оборотов в минуту, но это приводило к сокращению срока службы двигателя.
Четвертое поколение
Эта модификация выпускалась с 1991 по 1995 год. В нем было 20 клапанов. Клапанная крышка, как и у предшественника, была окрашена в серебристый цвет. Надпись «Twin cam 20» была сделана из хрома. Прозвище этого двигателя — «Silver Top», что означает «серебряный наконечник». Головка блока цилиндров новая и ранее не использовалась в автомобилях Toyota.
Наиболее важным изменением является установка пяти клапанов вместо четырех клапанов стандартной системы управления DOHC. Увеличение степени сжатия до 10,5 стало возможным благодаря внедрению новой системы VVT-i. Предыдущие версии имеют изогнутый коллектор. В четвертом поколении они более прямые. Мощность и крутящий момент составляют 160 л.с. и 162 Нм соответственно.
Второе поколение
Производство второго поколения началось в 1987 году и было завершено в 1989 году. Основные изменения по сравнению с предшественником:
- большой диаметр подшипников, соединяющих тяги;
- увеличение на 4 шт. числа ребер на задней части блока цилиндров;
- изменение поверхности клапанной крышки.
Система T-VIS также устанавливалась на этот силовой агрегат. Среди гонщиков и тюнеров первые два поколения очень популярны, поскольку эти модификации очень доступны по цене и просты в обслуживании.
Перечень модификаций ДВС
В общей сложности руководство Toyota совместно с производителем Yamaha выпустило 5 поколений двигателя 4A GE:
- Gen-1 – 1983 – 1987 г, модернизация впускного тракта Big Port, изменяемая геометрия коллектора T-VIS, мощность 112 л. с. для Европы, 124 л. с. для внутреннего рынка, степень сжатия 9,4;
- Gen-2 – 1987 – 1989 г., мощность 125 л. с., степень сжатия 10;
- Gen-3 – 1989 – 1992 г., уменьшены объемы всасывания Small Port, ШПГ нового типа, красная клапанная крышка Red Top, мощность 128 л. с., степень сжатия 10,3;
- Gen-4 – 1991 – 1995 г., 20 клапанов, отдельный для каждого цилиндра короткий дроссель, серебристая клапанная крышка Silver Top, система корректировки фаз VVTi, мощность 160 л. с., степень сжатия 10,5;
- Gen-5 – 1995 – 1998 г., модернизация каналов впуска/выпуска, облегченный маховик и поршни, черная крышка Black Top, мощность 165 л. с., степень сжатия 11.
В дополнение к атмосферной версии выпускался турбомотор 4A GZE с компрессором 0,6 бар, который пережил два поколения для улучшения своих параметров.
Третье поколение
Производство продолжалось три года, с 1989 по 1991 г. Изменения можно увидеть на поверхности клапанной крышки, которая стала серебристой. Буквы двигателя были выкрашены в красный цвет. Прозвище этого двигателя было «Red Top», что в переводе означает «красный верх». Степень сжатия была увеличена до 10,3:1. Основываясь на опыте эксплуатации предыдущих двигателей, Toyota решила уменьшить геометрию впускного коллектора. В результате двигатель получил новое прозвище «smallport», что в переводе на русский язык означает «маленький воздуховод». Система T-VIS не использовалась в этом поколении.
Чтобы продлить срок службы двигателя, были произведены следующие усовершенствования:
- Установка дополнительных разбрызгивателей масла, находящиеся под нижней поверхностью поршней.
- Увеличена толщина шатунов.
- Изготовление першей осуществлялось по толщину пальцев, котора составляла 20 мм.
- Установка датчика, контролирующего расход воздуха, осуществлялся двух типов MAF и MAP, который зависел от рынка, для которого производился двигатель.
Мощность силового агрегата, поставляемого для японского рынка, составляет 125 л.с., а крутящий момент — 149 Нм, в то время как для рынка США эти показатели составляют 128 л.с. и 105 Нм.
Читайте также: преимущества использования масла Лукойл Супер 5w40
Двигатель 4A-GE был впервые представлен в 1983 году. Toyota Sprinter Trueno AE86 и Toyota Corolla Levin AE86 были первыми автомобилями, оснащенными этим силовым агрегатом. Кузов AE86 оснащался двигателем 4A-GE с задним приводом. Поперечная установка началась с Toyota MR2. 1991 год стал последним годом, когда двигатель 4A-GE устанавливался на Toyota Carolla. Geo Prizm GSi оснащался этим силовым агрегатом с 1990 по 1992 год. Все без исключения версии 4A-GE оснащались коваными поршнями, в отличие от агрегатов Toyota, которые имели более дешевые литые поршни.
В период с 1990 по 2005 год Toyota спонсировала чемпионат Atlantic и оснащала автомобили Formula Atlantic полной модификацией 4A-GE от Toyota Racing. Головка блока цилиндров этого двигателя с турбонаддувом была модифицирована. Благодаря этой модификации мощность двигателя составляет 240 л.с. при 8400 об/мин. Максимальная скорость составляла 12 тысяч оборотов в минуту, но это приводило к сокращению срока службы двигателя.
Регламент обслуживания 4A FE 1,6 л/110 л. с.
Рядный бензиновый двигатель 4A FE следует обслуживать через следующие промежутки времени:
- ресурс моторного масла составляет 10000 км, затем необходима замена смазки и фильтра;
- топливный фильтр подлежит замене после 40000 пробега, воздушный в два раза чаще;
- срок службы АКБ устанавливается производителем, в среднем составляет 50 – 70 тысяч км;
- свечи следует менять через 30000 км, а проверять ежегодно;
- вентиляцию картера и регулировку тепловых зазоров клапанов производят на рубеже 30000 пробега авто;
- замена антифриза происходит после 50000 км, осматривать шланги и радиатор нужно постоянно;
- выпускной коллектор может прогореть через 100000 км пробега.
Замена ремня ГРМ
Простая конструкция двигателя внутреннего сгорания изначально позволяет проводить техническое обслуживание и ремонтные работы в мастерской под собственным паром.
Обзор неисправностей и способы их ремонта
В силу своей конструкции двигатель 4A FE подвержен следующим «заболеваниям»:
| Стук внутри ДВС | 1)при большом пробеге износ поршневых пальцев 2)при незначительном нарушение тепловых зазоров клапанов | 1)замена пальцев 2)регулировка зазоров |
| Повышение расхода масла | выработка маслосъемных колпачков или колец | диагностика и замена расходников |
| Мотор заводится и глохнет | неисправность топливной системы | прочистка форсунок, трамблера, бензонасоса, замена топливного фильтра |
| Плавающие обороты | засорение вентиляции картера, дроссельной заслонки, форсунок, износ РХХ | прочистка и замена свечей, форсунок, регулятора холостого хода |
| Повышенная вибрация | засор форсунок либо свечей | замена форсунок, свечей |
Ремонт 4A-FE
Проблемы с холостым ходом и прокруткой двигателя возникают при исчерпании ресурса датчиков или их поломке. Сгоревшие лямбда-датчики могут привести к повышенному расходу топлива и нагару на свечах зажигания. Некоторые автомобили Toyota оснащены двигателями с обедненным сгоранием. Допускается использование топлива с более низким октановым числом, но при этом интервал проверки сокращается на 30-50%.
На какие машины ставился силовой агрегат
Автовладелец может увидеть двигатель Toyota 3U в следующих автомобилях:
- FourRunner N60 с 84 по 89 годы;
- Master Ace S20 с 83 по 91 годы;
- Lite Ace R20 с 92 по 96 годы;
- Town Ace R20 с 83 по 96 годы.
Двигатель 3U устанавливался на австралийские Daihatsu Rockies и японские автомобили, такие как Hilux. Его также можно встретить в некоторых моделях Daihatsu Delta.
Расход топлива у машин с этим двигателем составляет от семи с половиной литров при движении по шоссе. Максимальный расход топлива в городе составляет 9,9 литров. А в смешанном режиме он потребляет до 8,5 литров на 100 км.
