トヨタZRシリーズエンジン

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Eugenio,77
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2012年11月〜2019年10月




エンジン排気量, cm3ボアXストローク, mm圧縮比パワー, hpトルク, NmRONECS市場
1ZR-FE159880.5 x 75.510.2124 / 6000157 / 520095116EEC
1ZR-FAE159880.5 x 75.510.2132 / 6400160 / 440095122EEC
2ZR-FE179880.5 x 88.310.0125-136 / 6000163-175 / 440091117EEC/JIS
2ZR-FAE179880.5 x 88.310.0147 / 6400180 / 400095123EEC
2ZR-FAE179880.5 x 88.310.0130-144 / 6400161-176 / 440091123JIS
2ZR-FXE179880.5 x 88.313.098 / 5200142 / 360091-EEC
3ZR-FE198780.5 x 97.610.0139-145 / 6500189 / 440091116EEC
3ZR-FE198780.5 x 97.610.0143 / 5600194 / 390091116JIS
3ZR-FAE198780.5 x 97.610.0152-158 / 6200192-196 / 440091-JIS

1ZR-FE (1.6 EFI DVVT). 応用: カローラ140..150..170..180..210、アウリス150、ヤリス90、ヴィオス90、カローラ120 CHN、E'Z
1ZR-FAE (1.6 EFI DVVT Valvematic). 応用: ヴェルソ 20、カローラ150..170..180..210、オーリス150..180、アベンシス270
1ZR-FBE (1.6 EFI DVVT). フレックス燃料バージョン(緊急市場)。 応用: カローラ 170
2ZR-FE (1.8 EFI DVVT). 応用: ヤリス 90、カローラ 140..150..170..180..210、E'Z、オーリス150、 レビン180、サイオンxD、マトリックス 140、Ist 110、 カローラアクシオ/フィールダー140、カローラルミオン、アリオン/プレミア260、ロータスエリーゼ、ポンティアックバイブ、純パイD60
2ZR-FAE (1.8 EFI DVVT Valvematic). 応用: ヴェルソ 20、オーリス150、アベンシス270、シエンタ170、カローラ170..210、ウィッシュ20サイオンiM、カローラアクシオ/フィールダー140..160、カローラルミオン、アリオン/プレミアム260、イシス
2ZR-FBE (1.8 EFI DVVT). フレックス燃料バージョン(緊急市場)。 応用: カローラ 140..170, C-HR
2ZR-FXE (1.8 EFI VVT). ハイブリッドバージョン。 応用: カローラ210、オーリス150..180、プリウス30..50、プリウスアルファ40、C-HR、ノア/ヴォクシー/エスクァイア80、レクサスCT
3ZR-FE (2.0 EFI DVVT). 応用: アベンシス270、RAV4 30..40、カローラ140..150..170、E'Z、ウィッシュ20、ノア/ヴォクシー70
3ZR-FAE (2.0 EFI DVVT Valvematic). 応用: アベンシス 270、C-HR、RAV4 30..40、ウィッシュ 20、ノア/ヴォクシー/エスクァイア70..80、アリオン/プレミアム260、 イシス、ハリアー60、レクサスNX
3ZR-FBE (2.0 EFI DVVT). フレックス燃料バージョン(緊急市場)。 応用: カローラ 140..170
4ZR-FE (1.6 EFI DVVT). 中国向けの1ZR-FEのアナログ。 応用: カローラ 120, レビン 180, ヤリス 90, ヴィオス 90 CHN
5ZR-FXE (1.8 EFI VVT). 中国向けの2ZR-FXEのアナログ。 応用: プリウス 30, レクサス CT CHN
6ZR-FE (2.0 EFI DVVT). 中国向けの3ZR-FEのアナログ。 応用: RAV4 40 CHN
6ZR-FAE (2.0 EFI DVVT Valvematic). 中国向けの3ZR-FAEのアナログ。 応用: RAV4 40 CHN
7ZR-FE (1.8 EFI DVVT). 中国向けの2ZR-FEのアナログ。 応用: レビン 180 CHN
8ZR-FXE (1.8 EFI VVT). 中国向けの2ZR-FXEのアナログ。 応用: カローラ 180, レビン 180 CHN

最初のZRエンジンは、2006年の秋に日本国内市場向けに導入されました。バルブマティックバージョンは、2007年の夏から利用可能です。

多数のバリエーションの基本的な違いは、3つのモーターのみの例で説明できます。


3ZR-FAE (2.0 EFI DVVT Valvematic)

エンジンメカニカル

シリンダーブロック-薄い鋳鉄ライナーを備えたアルミ製「オープンデッキ」。ライナーはブロックに融合されており、それらの特別な粗い外面は強力な接続を促進します。シリンダー間の壁の厚さは7 mmのみであり、製造業者が提供するリボーリングによるオーバーホールはありません。


1-シリンダーブロック、2-オイルセパレーター、3-オイルセパレーターカバー。a-ライナー

クランクシャフトの軸は、シリンダーの軸線に対して8 mmシフトされており( "デアクサージュ")、ピストンによってシリンダー壁に加えられる力の横方向成分が減少し、摩耗が減少します。


a-ボアセンター、b-クランクシャフトセンター、c-オフセットクランクシャフト、d-センタークランクシャフト、e-最大圧力

クランクシャフトには、8つのバランスウェイト、狭いジャーナル、および個々のメインベアリングキャップがあります。

ピストン-合金、突起がコンパクトなT字型、スカートがカットされています。上部コンプレッションリングの溝はアルマイト処理されており、上部コンプレッションリングの端とオイルスクレーパーには耐摩耗性PVDコーティングが施されています。ピストン/ロッド接続-フルフロートピンによる。


1-ピストン、2-ピストンリング、3-圧縮リング1、4-圧縮リング2、5-オイルリング。a-テーパースキッシュ形状、b-陽極酸化コーティング、c-樹脂コーティング、d-PVDコーティング

ブロックに取り付けられた巨大な合金クランクケースは、サンプ上部の機能も果たします。下部サンプ-スチールスタンプ。


1-オイルパン1(クランクケース)、2-オイルポンプ、3-オイルパン2. a-オイル通路、b-A / Cコンプレッサーブラケット

カムシャフトは、シリンダーヘッドに取り付けられた別のハウジングに取り付けられています。これにより、シリンダーヘッドの設計と製造技術が簡素化されますが、別の部品のジョイントにはシーリングが必要なようです。


1-吸気バルブ、2-スパークプラグ穴、3-排気バルブ、4-カムシャフトハウジング、5-テーパースキッシュ。b-吸気側、c-排気側

1-吸気バルブ、2-スパークプラグ穴、3-排気バルブ、4-カムシャフトハウジング、5-テーパースキッシュ。b-吸気側、c-排気側


1-カム、2-バルブロッカーアーム、3-オイル通路、4-バルブラッシュアジャスター、5-振動カム、6-ローラーアーム、7-プランジャー、8-チェックボール、9-チェックボールスプリング、10-プランジャースプリング

ヘッドカバーはプラスチック製で、ロッカー潤滑用のオイルデリバリーパイプが付いています。


1-シリンダーヘッドカバー、2-シリンダーヘッドカバーガスケット、3-オイルデリバリーパイプ

バルブマティックエンジンでは、ベーンタイプの真空ポンプは排気カムシャフトの後ろ側で駆動されます(ブレーキブースター操作用)。



タイミングドライブ-油圧テンショナー(およびラチェット機構)を備えた単列ローラーチェーン(ピッチ8 mm)によって駆動される16バルブDOHC。


1-タイミングチェーン、2-吸気VVTコントローラー、3-排気VVTコントローラー、4-チェーンテンショナースリッパー、6-チェーン振動ダンパー、7-バルブ機構、8-排気バルブ、9-吸気バルブ、10 -連続可変バルブリフトコントローラー、11-インテークカムシャフト、12-エキゾーストカムシャフト、13-バルブロッカーアーム、14-バルブラッシュアジャスター、15-バルブ

ウォーターポンプとチェーン潤滑用のオイルノズルラインは、鋳造アルミニウムタイミングチェーンカバーに統合されています。


1-タイミングチェーンカバー、2-ウォーターポンプガスケット、3-ウォーターポンプ。a-水路、b-油路、c-タイミングチェーンオイルジェット

吸気カムシャフトと排気カムシャフトの両方にVVTアクチュエーターが取り付けられています(DVVT-デュアル可変バルブタイミング)。タイミングの変動範囲-吸気は55°、排気は40°。

各エンジンには、吸気バルブの連続可変リフト(バルブマチック)の変更があります-「バルブシステム」を参照してください。.


1-バルブ機構、2-VMコントローラー、3-振動カム、4-ローラーアーム、5-バルブロッカーアーム、6-バルブロッカーアームロストモーションダンパー

潤滑剤

トロコイド式オイルポンプはクランクケースに取り付けられ、短い追加のチェーンによって駆動されます。


1-カムシャフトタイミングオイルコントロールバルブ(排気)、2-排気VVTコントローラー、3-インテークVVTコントローラー、4-チェーンテンショナー、5-オイルフィルター、6-オイルポンプ、7-オイルノズル、8-バルブラッシュアジャスター、9 -VMコントローラー、10-オイルデリバリーパイプ、11-カムシャフトタイミングオイルコントロールバルブ(吸気)

バルブマティック搭載のエンジンには機械式バイパスバルブが装備されており、エンジン速度に応じてオイルの流れと圧力を調整できます。詳細はこちら -「可変吐出オイルポンプ」

ピストンを潤滑および冷却するオイルノズルが用意されています。


1-シリンダーブロック、2-オイルノズル、3-チェックボール。

オイルフィルターレイアウトは、隔壁側に水平に取り付けられています。2008年以降、カートリッジを交換できる折りたたみ式フィルターが使用されています...


1-オイルフィルターキャップ、2-Oリング、3-エレメント、4-ブラケット

...しかし10年後、この医療過誤から通常のスピンオンフィルターへの復帰が始まりました。


1-オイルフィルター、2-ブラケット

ZRシリーズの公式に規定されたオイル粘度:


繰り返しになりますが、北米と日本の市場で同じエンジンを使用している場合、ほとんどの液体オイル(0W-16..0W-20)は「推奨」と呼ばれます。これは、最大効率を宣言したいというメーカーの要望のみに起因します(またはむしろ、最小のCO2排出量)は、地球温暖化/気候変動の神話を推測することによってゾンビ化されました。もちろん、エンジン内部でより高粘度のオイルを使用するための構造上の制限はありません。

冷却

冷却システムは古典的です。蛇行ベルトの外側のポンプ駆動、「コールド」(78-82°C)メカニカルサーモスタット、加熱スロットルボディ。


1-水ポンプ。a-ラジエーターから、b-ラジエーターへ、c-ヒーターコアへ、d-ヒーターコアから


a-CVTを搭載したモデル。1-シリンダーヘッド、2-シリンダーブロック、3-ウォーターポンプ、4-サーモスタット、5-リザーバータンク、6-ラジエーター、7-スロットルボディ、8-ヒーターコア、9-CVT液体ウォーマー

エンジンには独立したファンモーターコントロールユニットが装備されており、クーラント温度、冷媒圧力、車速、エンジン速度に応じてファン速度を調整できます。

吸気と排気

吸気マニホールドと排気マニホールドの位置-現代の伝統によると、それぞれフロントとリア。

通常、ACIS(音響制御インダクションシステム)はインテークマニホールドに取り付けられ、インテークダクトの有効長を変更して出力を増加させます。低速、中速、高負荷では、ACISバルブが閉じて空気が長い経路を流れ、他の条件では、バルブが開いて空気が短い経路を流れます。


1-アクチュエーター、2-VSV、3-吸気制御バルブ、4-スロットル位置センサー、5-ECM、6-クランク位置センサー、7-吸気マニホールド。a-バルブが閉じている、b-バルブが開いている




燃料システム/エンジン制御

従来のマルチポイント燃料噴射システムは、今日の基準では非常にシンプルに見えます。


1-スマートキーecu、2- DLC3、3-アクセルペダルセンサー、4-吸気質量空気流量センサー/吸気温度センサー、5-スターター、6-ECM、7-酸素センサー(B1S2)、8-ストップスタートECU、9-燃料ポンプ、10-VVTバルブ(排気)、11-VVTバルブ(吸気)、12-燃料インジェクター、13-ACIS VSV、14-真空センサー、15-ノックセンサー、16-温度センサー、17-クランクシャフトポジションセンサー、18-スロットルボディ(ETCS)、19-エンジンクーラント温度センサー、20-AFSセンサー(B1S1)、21-バルブコントローラー、22-カムシャフトポジションセンサー(排気)、23-カムシャフトポジションセンサー(吸気)、 24-点火コイル

・バルブマチックシステムにより、制御原理が変更されました-スロットルを完全に開いた状態で実行される、バルブリフトの変更による混合液の注入。
・マスエアフローセンサー(MAF)-吸気温度センサーと組み合わせた「熱線」タイプ。
・スロットルバルブ-完全電子制御(ETCS):DCモーター、デュアルチャネル非接触位置センサー(ホール効果)。ETCSは、トラクションコントロール(TRC)および安定化(VSC)のいくつかの機能を実行します。
・アクセルペダル位置センサー-デュアルチャネル非接触(ホール効果)。
・カムシャフトポジションセンサー-MRE(磁気抵抗)、デジタル出力信号を提供し、低エンジン速度で適切に動作します。
・ノックセンサー-広帯域ピエゾ電気、古いタイプの共振ノックセンサーとは異なり、より広い範囲の振動周波数を感じます。
・酸素センサー上流触媒-平面型空燃比センサー(89467-); 下流触媒-標準カップ型酸素センサー(89465-)。
・細長いノズルを備えたインジェクターがシリンダーヘッドに取り付けられており、燃料は吸気バルブのできるだけ近くに噴射されます。
・燃料脈動ダンパーは、燃料レールに統合されています。


1-燃料供給パイプ、2-内管(脈動を吸収するため)

・EVAPアブソーバーと燃料ポンプモジュールを組み合わせています。
・スパークプラグ-細い「イリジウム」タイプで、ねじ部が長い。
・充電システム-2つのタイプのオルタネーターが使用されます-プーリーのオーバーランニングクラッチと90-100 A出力を備えた従来型またはセグメントコンダクタータイプのオルタネーター。バッテリーの充電は減速中に継続的に行われますが、定常モードでは、バッテリーの充電と放電のサイクルが最大効率のために交互になります。バッテリー温度センサーと電流センサーを使用するには、より複雑な制御システムが必要です。
・基本的にスターティングシステム-遊星歯車付きの0.8〜1.1 kWスターター。Stop-Startの実装により、新しい1.7 kWスターターTSタイプ(タンデムソレノイド)が設置されました。プッシュアウトピニオンギアとモーター用の独立したソレノイドにより、回転フライホイールとの係合が可能になり、エンジンのシャットダウン後すぐに再始動できます。



3ZR-FE (2.0 EFI DVVT)

ZRシリーズの最高のエンジン-完全に伝統的で、バルブマティックの過剰はなく、重大な欠陥はまだ有罪とされていません。

•主な設計の違い-シリンダーヘッドに-従来のバルブトレインが取り付けられています(DVVT、タイミング変動範囲-43°/ 40°)。


1-チェーン振動ダンパー2、2-タイミングチェーン、3-VVTスプロケット(排気)、4-チェーンテンショナー、5-チェーンテンショナースリッパー、6-チェーン振動ダンパー1、7-VVTスプロケット(吸気)、8-排気バルブ、9-吸気バルブ、10-吸気カムシャフト、11-排気カムシャフト、12-バルブロッカーアーム、13-バルブラッシュアジャスター、14-バルブ


1-吸気バルブ、2-スパークプラグ穴、3-排気バルブ、4-カムシャフトハウジング、5-テーパースキッシュb-吸気側、c-排気側

•標準オイルポンプ
•遊星歯車付きの標準スターター


1-DLC3、2-アクセルペダルセンサー、3-吸気質量流量センサー/吸気温度センサー、4-ECM、5-酸素センサー(B1S2)、6-燃料ポンプ、7-VVTバルブ(排気)、8- VVTバルブ(吸気)、9-燃料噴射装置、10-ACIS VSV、11-ノックセンサー、12-クランクシャフトポジションセンサー、13-スロットルボディ(ETCS)、14-エンジンクーラント温度センサー、15-AFSセンサー(B1S1)、 16-カムシャフトポジションセンサー(排気)、17-カムシャフトポジションセンサー(吸気)、18-イグニッションコイル



2ZR-FXE (1.8 EFI VVT)

ハイブリッド変更にはいくつかの違いがあります。

エンジンメカニカル

•VVTアクチュエーターはインテークカムシャフト(変動範囲-62°)にのみ取り付けられ、排気タイミングは固定されています。モーターはミラーサイクルで動作します。


1-カムシャフト(吸気)、2-カムシャフト(排気)、3-VVTスプロケット、4-チェーン振動ダンパー2、5-タイミングチェーン、6-チェーンテンショナー、7-チェーンテンショナースリッパー、8-チェーン振動ダンパー1、9 -排気バルブ、10-吸気バルブ、11-バルブロッカーアーム、12-バルブラッシュアジャスター

潤滑剤

•オイルレベルセンサーの取り付けに必要な既知の状況。



2ZR-FXEの公式に規定されたオイル粘度:


冷却

•最も基本的な違い-エンジンECUによって制御される電動クーラントポンプ。


1-タイミングチェーンカバー、2-エンジンウォーターポンプ、3-サーモスタット付きウォーターインレット、4-ステーター、5-ローター、6-シャフト

•水冷却器が装備されているEGRシステム
•排熱回収熱交換器とラジエーターシャッターを取り付けることができます。


1-リザーブタンク、2-エンジンウォーターポンプ、3-サーモスタット付きウォーターインレット、4-スロットルボディ、5-フローシャットバルブ、6-EGRバルブ、7-クーラー付きEGRパイプ。a-ラジエーターへ、b-ラジエーターから、c-ヒーターラジエーターから、d-ヒーターラジエーターへ、e-排熱再循環システムから、f-排熱再循環システムへ

•シャッターバルブを備えたオプションの回路により、エンジンと熱交換器の間のクーラントの流れを調整し、ヒーターの作動中にエンジンを通る流れを減らして、エンジンが暖まり、加熱を加速し、より均一な温度モードを維持できます。


a-クーラント温度5-65°C / b-クーラント温度65-88°C / c-クーラント温度88°C以上。1-エンジンウォーターポンプ、2-EGRバルブ、3-スロットルボディ、4-EGRクーラー、5-ヒーターラジエーターユニット、6-排気熱再循環装置、7-流れ遮断バルブ(閉)、8-エンジン、9-ラジエーター、10-サーモスタット(閉じた状態)、11-流量遮断バルブ(開いた状態)、12-サーモスタット(開いた状態)

電流が流れると、バルブが閉じます。コイルに電力が供給されておらず、ポンプが稼働している場合、バルブは冷媒の流れによって開き、流れが停止するまで開いたままになります。


1-ハウジング、2-スプリング、3-バルブ、4-コア、5-コイル、6-ヨーク

吸気と排気

•一部撤回-排気ガス再循環システム(EGR)、ステップモーターで駆動されるバルブ。


1-EGRバルブ、2-EGRパイプ、3-EGRクーラー

触媒の下流で取り込まれたガスは、クーラー、制御バルブを通過し、吸気マニホールドのチャネルに沿って分配されます。


1-断熱材1、2-EGRパイプ、3-ガスケット、4-ガスケット、5-排気マニホールド、6-空燃比センサー、7-断熱材、8-触媒


1-吸気マニホールド、2-真空センサー。a-EGRポート、b-パージポート、c-PCVポート、e-EGR分配パス

制御システム


1-真空センサー、2-ノックセンサー、3-スロットルボディ、4-エンジンクーラント温度センサー、5-フローシャットバルブ、6-エンジンクーラント温度センサー2、7-EGRバルブ、8-燃料インジェクター、9-カムシャフト位置センサー、10-イグニッションコイル、11-空燃比センサー、12-クランクシャフト位置センサー、13-エンジンウォーターポンプ、14-VVTバルブ



経験

•軽微な欠陥、特に製造の最初の数年間:
-燃焼室内の炭素堆積物の増加
-オルタネータープーリーの欠陥
-クーラントポンプの漏れと騒音
-始動時にノックするVVTスプロケット-ZRを含む最新のトヨタエンジンのほとんどの不治の欠陥



•真空ポンプ特有のノック音(バルブモデル)


•インジェクターの汚れによる起動の問題。TSB EG-0013T-0217に記載されているように、変更されたインジェクター(2016タイプ)が推奨されます。


•バルブマチックコントローラーの自然切断によるエンジンシャットダウン。TSB EG-0075T-0912に記述されています。修正されたコントローラーフランジによって修正されました。


•バルブマチックコントローラー(DTC P26 ##およびP10 ##)の故障によるエンジンの誤動作。それは2010-2019年にいくつかのTSBで部分的に説明されました。ただし、実際には、障害は修正されません。通常、問題は中古のコントローラーを設置することで解決されますが、地元の職人はすでに壊れたユニットの再製造を確立しています。


•過剰なオイル消費2ZR-FXE。TSB EG-0112T-0914に記述されています。オイルの燃焼率が0.5 l / 1000 kmを超える場合は、ピストンとピストンリングのセットを変更したものと交換することをお勧めします。ハイブリッドが普及しているいくつかの国では、この問題はかなり共鳴するようになりました。



追記として、さらにいくつかのマイナーな認識された欠陥:
・T-SB-0103-12 「2ZR-FXE:MIL ON コールドソーク後のDTC P2111およびP0A0F」(23.07.2012、インテークマニホールドの交換、再プログラム)
・L-SB-0004-13 「2ZR-FXE:石炭浸漬後のMIL DTC P030#」(2013.01.23、インテークマニホールドの交換)
・EG-0056T-0711 「2ZR-FXE:エンジン始動後のタッピングノイズ」(2013.02.28、インテークマニホールドの交換またはインジェクターの交換)
・T-SB-0011-14 「2ZR-FAE:MIL DTC P2646 / P265B」(14.02.2014、再プログラム)
・T-SB-0116-15 「2ZR-FXE:EGRがアクティブな状態での運転中の失火」(2015年11月19日、インテークマニホールドの交換)
・L-SB-0015-16 「2ZR-FXE:MIL ON DTC P0401および/またはコールドソーク後のガラガラ」(01.04.2016、EGRバルブの交換、再プログラム)
・EG-0020T-0213 「2ZR-FXE:DTC P0401および/または車両の振動、タッピングノイズ」(11.04.2016、EGRバルブの交換、再プログラム)

旧世代のトヨタエンジン(ZZおよびAZ)と比較しても、他のメーカーの最新のエンジンは言うまでもなく、ZRは信頼性が高く、気取らないモーターと見なされ、重大な問題はありません。同時に、私たちはもう一度気づくことができます-トヨタの技術革新は所有者にとって不必要な心配を意味するだけです:ZRシリーズにとってさえ、既知の欠陥の大部分は何らかの形でバルブマティックに関連しています。



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