Двигатель 4A FE- Технические характеристики и обслуживание

История двигателя

В России и мире японские авто от концерна Toyota пользуются заслуженной популярностью благодаря надежности, отличным техническим характеристикам и относительной ценовой доступности. Немалую роль в таком признании сыграли японские двигатели – сердце автомобилей концерна. На протяжении нескольких лет целый ряд продукции японского автопроизводителя оснащался двигателем 4A FE, технические характеристики которого хорошо выглядят и по сей день.

Внешний вид:

Его производство началось в 1987 году и продолжалось более 10 лет – до 1998. Цифра 4 в названии обозначает порядковый номер двигателя в «А»-серии силовых агрегатов Тойота. Сама серия появилась еще раньше, в 1977, когда инженеры фирмы встали перед задачей создания экономичного двигателя с приемлемыми техническими показателями. Разработка предназначалась для автомобиля B-класса (субкомпакта по американской классификации) Toyota Tercel.

Результатом инженерных изысканий стали четырехцилиндровые двигатели мощностью от 85 до 165 лошадиных сил и объемом от 1.4 до 1.8 л. Агрегаты оснащались DOHC-механизмом газораспределения, чугунным корпусом и головками из алюминия. Их наследником стало 4 поколение, рассматриваемое в данной статье.

Интересно: А-серия производится до сих пор на совместном предприятии Tianjin FAW Xiali и Toyota: там выпускаются моторы 8A-FE и 5A-FE.

История поколений:

• 1A – годы производства 1978-80;
• 2A – с 1979 по 1989;
• 3A – с 1979 по 1989;
• 4A – с 1980 по 1998.

Регламент обслуживания 4A FE 1,6 л/110 л. с.

Рядный бензиновый двигатель 4A FE необходимо обслуживать в следующие сроки:

• 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

Изначально несложное устройство ДВС позволяет производить ТО и ремонт собственными силами в гараже.

Технические характеристики 4A-FE

Рассмотрим подробнее маркировку двигателя:

• цифра 4 – указывает на номер в серии, как упоминалось выше;
• A – индекс серии двигателя, говорящий, что он был разработан и начал производиться до 1990 г.;
• F – говорит о технических деталях: четырехцилиндровый, 16-клапанный нефорсированный двигатель с приводом на один распределительный вал;
• E – указывает на наличие многоточечной системы впрыска топлива.

В 1990 году силовые агрегаты в серии прошли модернизацию, чтобы обеспечить возможность работы на низкооктановых бензинах. С этой целью в конструкцию внедрили особую систему питания для обеднения смеси – LeadBurn.

Иллюстрация системы:

Рассмотрим теперь, какие имеет двигатель 4A FE характеристики. Основные данные двигателя:

Подробнее о двигателе

4a-fe – наиболее часто встречающийся двигатель А-серии выпускался без значительных модернизаций с 1988 года. Такая долгая жизнь в производстве без доработок была возможна благодаря полному отсутствию серьезных недостатков конструкции.

В серийном производстве моторы 4а-fe и 7а-fe устанавливались на автомобили семейства Corolla, без каких-либо изменений. Для установки же на Corona, Carina и Caldina они стали оснащаться системой работы на обедненной смеси или по-английски Lean Burn. Это усовершенствование как можно понять из названия, предназначено для снижения токсичности выхлопных газов и удельного расхода топлива. Заключается модернизация в изменении формы полостей впускного коллектора и переноса топливных форсунок в головку блока как можно ближе к впускным клапанам.

За счет этого улучшается равномерность перемешивания топливовоздушной смеси, бензин не оседает на стенках коллектора и не попадает в цилиндр крупными каплями. Это ведет к уменьшению потерь горючего и, как следствие появляется возможность работы двигателя на обедненной смеси. С нормально работающей системой Lean Burn расход бензина может опускаться едва ли не ниже 6 л/ 100 км пробега, а потеря мощности будет не более 6 л. с.

Но работающие на обедненной смеси двигатели чувствительны к состоянию свечей зажигания, проводов высокого напряжения и к качеству горючего. Поэтому нередки жалобы наших владельцев японских авто с Lean Burn на неустойчивость оборотов холостого хода и «провалы» на переходных режимах.

Особенности устройства

Конструктивные особенности 4A FE:

• цилиндры рядной компоновки, расточены непосредственно в самом блоке цилиндра без использования гильз;
• газораспределение – DOHC, с двумя верхними распредвалами, управление происходит посредством 16 клапанов;
• один распределительный вал приводится в движение ремнем, крутящий момент на второй поступает от первого через зубчатое колесо;
• фазы впрыска топливовоздушной смеси регулируются муфтой VVTi, в управлении клапанами использована конструкция без гидрокомпенсаторов;
• зажигание распределяется с одной катушки трамблером (но существует поздняя модификация LB, где на было две катушки – по одной на пару цилиндров);
• модель с индексом LB, предназначенная на работу с низкооктановым топливом, обладает сниженной до 105 сил мощностью и пониженным крутящим моментом.

Интересно: если ремень ГРМ обрывается, двигатель не загибает клапана, что добавляет ему надежности и привлекательности со стороны потребителя.

Модели автомобилей, в которые устанавливался двигатель Toyota 4Y

Двигатель 4Y устанавливался на автомобили, выпускаемые самим разработчиком мотора:

В дочерней компании также нашлось место для 4Y:

Привлекательность технических параметров послужила причиной установки 4Y в детища других автопроизводителей:

По сей день двигатель успешно устанавливается на погрузчики. Это как личная спецтехника Тойоты, например, Toyota 6FG10, так и транспортные средства других производителей. Например, Geneo 8FG выпускается преимущественно только с мотором 4Y.

Двигатель Toyota 4Y, установленный на автомобиль Daihatsu Rocky

История версий 4A-FE

На протяжении жизненного цикла мотор прошел несколько этапов развития:

Gen 1 (первое поколение) – с 1987 по 1993.

• Двигатель с электронным впрыском, мощность от 100 до 102 сил.

Gen 2 – сходил с конвейеров с 1993 по 1998 годы.

• Мощность варьировалась от 100 до 110 сил, была изменена шатунно-поршневая группа, впрыск, сменилась конфигурация впускного коллектора. ГБЦ также модифицировали для работы с новыми распредвалами, клапанная крышка получила оребрение.

Gen 3 – выпускался ограниченными партиями с 1997 по 2001 годы, исключительно для рынка Японии.

• Этот мотор обладал увеличенной до 115 «лошадей» мощностью, достигнутой путем изменения геометрии коллекторов на впуске и выпуске.

Третье поколение

Производство длилось три года с 1989 по 1991 год. Изменения наблюдается на поверхности клапанной крышки, цвет которой изменился на серебристый. Буквенное обозначение мотора наносилось красками красного цвета. Данный двигатель получил прозвище «Red Top», что в переводе на русский, означает Красный верх. Компрессионная степень увеличилась до 10,3:1. Благодоря опыту, полученному при конструировании предыдущих двигателей, конструкторы Toyota решили уменьшить геометрию канала впуска. Это привело к получению двигателем нового прозвища «smallport», что на русском означает «Маленький канал». Система T-VIS в данном поколении не применялась.

Для увеличения срока службы мотора, были проведены следующие доработки:

1. Установка дополнительных разбрызгивателей масла, находящиеся под нижней поверхностью поршней.
2. Увеличена толщина шатунов.
3. Изготовление першей осуществлялось по толщину пальцев, котора составляла 20 мм.
4. Установка датчика, контролирующего расход воздуха, осуществлялся двух типов MAF и MAP, который зависел от рынка, для которого производился двигатель.

В силовой установке, поставляемой на японский рынок, параметр мощности составил 125 л.с. а крутящий момент 149 Нм, а в двигателях американского рынка эти показатели составили 128 л.с. и 105 Нм соответственно.

Представление двигателя 4A-GE впервые было осуществлено в 1983 году. Автомобили Toyota Sprinter Trueno AE86 и Toyota Corolla Levin AE86 стали первыми, куда устанавливали данную силовую установку. На кузов AE86 производили установку 4A-GE по схеме заднеприводного автомобиля. Поперечная установка его началась с Toyota MR2. 1991 стал последним годом в Америке, когда устанавливался двигатель 4A-GE на Toyota Carolla. Автомобиль Geo Prizm GSi оснащался данным силовым агрегатом с 1990 года по 1992. Все, без исключения, модификации 4A-GE оснащались кованными поршнями, в отличие от агрегатов Toyota, в которых они были более дешевыми, литыми.

В период с 1990 по 2005 года, автоконцерн Тойота являлся спонсором Атлантического чемпионата. В это время укомплектованная модификация 4A-GE от Toyota Racing, получила установку на автомобили Formula Atlantic. Головка блока цилиндров этого «заряженного» двигателя была модифицирована. Благодоря этому изменению, мощностной параметр составил 240 л.с. при частоте вращения в 8400 об/мин. Максимальная частота вращения составляла 12 тыс об/мин, однако это способствовало уменьшению ресурса двигателя.

Плюсы и минусы двигателя 4A-FE

Главным плюсом 4A-FE можно назвать удачную конструкцию, при которой в случае обрыва ремня механизма ГРМ поршень не загибает клапана, позволяя избежать дорогостоящего капитального ремонта. Среди других преимуществ:

• наличие запчастей и доступность таковых;
• относительно небольшие эксплуатационные расходы;
• хороший ресурс;
• двигатель можно ремонтировать и обслуживать самостоятельно, поскольку конструкция довольно проста, а навесное оборудование не мешает доступу к различным элементам;
• муфта VVTi и коленчатый вал весьма надежны.

Интересно: когда производство автомобиль Toyota Carina E началось в Великобритании в 1994, первые ДВС 4A FE комплектовались блоком управления от Bosh, обладавшим возможностью гибкой настройки. Это стало приманкой для тюнеров, поскольку двигатель можно было перепрошить, получив с него больше мощности и одновременно снизив выбросы.

Главным недостатком принято считать упомянутую выше систему LeadBurn. Несмотря на явную экономичность (которой и обусловили широкое распространение LB на японском авторынке), она крайне чувствительная к качеству бензина и в российских условиях демонстрирует серьезную просадку мощности на средних оборотах. Важно и состояние других компонентов – бронепроводов, свечей, имеет критическое значение качество моторного масла.

Слабые места двигателя 4A

• Лямбда зонд;
• Датчик абсолютного давления;
• Датчик температуры двигателя;
• Сальники коленвала.

Слабые места более двигателя подробно…

Лямбда зонд

Выход из строя лямда зонда или по-другому — кислородного датчика происходит не часто, но в практике такое встречается. В идеале для нового двигателя ресурс кислородного датчика небольшой 40 — 80 тыс. км, если у движка проблема с поршневой и с расходом топлива и масла, тогда ресурс значительно уменьшается.

Датчик абсолютного давления

Как правило подводит датчик из-за плохого соединения входного штуцера с впускным коллектором.

Датчик температуры двигателя

Отказывает не часто, как говорится редко но метко.

Сальники коленвала

Проблема с сальниками коленвала связана с прошедшим ресурсом двигателя и пройденного времени от момента изготовления. Проявляется просто — течью или выдавливанием масла. Даже если автомобиль имеет малый пробег, то резина из которой сделаны сальники после 10 лет теряет свои физические качества.

Куда ставился 4A FE

Мотором оснащались исключительно автомобили Toyota:

• Carina – модификации 5 поколения 1988-1992 годов (седан в кузове Т170, до- и послерестайлинговый), 6 поколение 1992-1996 годов в кузове Т190;
• Celica – купе 5 поколения в 1989-1993 годах (кузов Т180);
• Corolla для рынков Европы и США в различных комплектациях с 1987 по 1997 годы, для Японии – с 1989 по 2001;
• Corolla Ceres поколения 1 – с 1992 по 1999;
• Corolla FX – хэтчбек поколения 3;
• Corolla Spacio – минивэн 1 поколения в 110-м кузове с 1997 по 2001 годы;
• Corolla Levin – с 1991 по 2000, в кузовах E100;
• Corona – поколения 9, 10 с 1987 по 1996, кузова Т190 и Т170;
• Sprinter Trueno – с 1991 по 2000;
• Sprinter Marino – с 1992 по 1997;
• Sprinter – с 1989 по 2000, в разных кузовах;
• Premio седан – с 1996 по 2001, кузов Т210;
• Caldina;
• Avensis;
• MR2.

Характеристики

Силовые агрегаты Toyota 4A 1.6 (точный объем 1587 куб. см.) выпускались с 1982 по 2002 год. На них использовался чугунный блок цилиндров. Показатели мощности у разных модификаций двигателей серии 4A варьируется в пределах от 78 до 170 лошадиных сил, при значении крутящего момента от 117 до 206 Н*м. Степень сжатия, в зависимости от модификации силового агрегата, составляет от 8 до 11. Система впрыска, также зависит от варианта двигателя, используется карбюратор или инжектор.

Для моторов 4A-FE допускалось использовать следующие марки бензина: АИ 92 и АИ 95. Объем заливаемого масла в двигателе составляет от 3 до 3.7 литров. Какое масло лить в мотор, решается в зависимости от климатических условий. Можно применять следующие марки: 5W-30, 10W-30, 15W-40, 20W-50. Характеристики двигателя марки 4A-FE допускают максимальное потребление масла до одного литра на тысячу километров.

Моторы 4A-FE с указанными заводскими техническими характеристиками обладают ресурсом в 300000 км.

Расход

Показатель расхода топлива зависит от машины, на которую устанавливался мотор 4A-FE. Ниже приведены данные по расходу бензина для конкретных моделей автомобилей:

1. Toyota Avensis в кузове T220 с пяти ступенчатой механической коробкой передач: в городском режиме 10,6 л/100 км, в загородном – 6,1 л/100 км;
2. Toyota Corolla с четырех ступенчатой АКПП: при езде в населенных пунктах 10,3 л/100 км, на трассе – 6,4 л/100 км.

Модификации

Выбор версий двигателя серии 4А достаточно широк. Первым в 1983 году был разработан карбюраторный силовой агрегат марки 4А-C с восьмью клапанами и мощностью в девяносто лошадиных сил. Также были разработаны аналоговые версии для европейского и австралийского рынка. Они маркировались: 4A-L, -LC, -E, -ELU, -F. Их мощность находилась в диапазоне от 78 до 100 лошадиных сил. С течением времени мотор претерпел достаточно серьезные изменения. Были разработаны следующие вариации двигателей серии 4А:

1. Инжекторный вариант 4A-FE, который имел несколько генераций. Среди них:

Блок 4A-FE

• 4A-FE Gen 1 был впервые оснащен инжекторной системой в 1987 году. Модель силового агрегата мощностью 100-102 л.с. выпускалась до 1993 года;
• в модернизированной 4A-FE Gen 2 использовалась новая шатунно-поршневая группа, изменена конструкция распределительного вала, системы подачи топлива, а также увеличена максимальная мощность до 110 л.с.;
• крайней версией мотора стала 4A-FE Gen 3. Он незначительно отличался от двигателя второй генерации. Мощность увеличилась до 115 лошадиных сил.

1. В дальнейшем выпускалась модель ДВС 4A-FHE (110 л.с.). Она предусматривала усовершенствование конструкции мотора 4A-FE;
2. После этого компания Тойота и Ямаха совместными усилиями разработали версию мотора 4A-GE. За время своего существования он претерпел пять генераций. Марки двигателей отличались повышенной мощностью, которая составляла:

• 124 л.с. – 4A-GE Gen 1;
• 125 л.с. – 4A-GE Gen 2;
• 128 л.с. – 4A-GE Gen 3;
• 160 л.с. – 4A-GE Gen 4;
• 165 л.с. – 4A-GE Gen 5.

Карина Е

На какие модели устанавливался

Двигатель модификации 4A-FE использовался для следующих моделей автомобилей:

• Avensis Т220 с 1997 по 2000 г;
• Carina AT171/175 с 1988 по 1992 г и AT190 с 1984 по 1996 г;
• Carina II AT171 с 1987 по 1992 г;
• Carina E AT190 с 1992 по 1997 г;
• Geo Prizm на базе Toyota AE92 с 1989 по 1997 г;
• Corolla/Conquest AE92/AE111 с 1993 по 2002 г;
• Celica AT180 с 1989 по 1993 г;

Toyota Celica Т200

• Corolla AE92/95 с 1988 по 1997 г, AE101/104/109 с 1991 по 2002 г, AE111/114 с 1995 по 2002 г;
• Corolla Ceres AE101 с 1992 по 1998 г;
• Corolla Spacio AE111 с 1997 по 2001 г;
• Sprinter AE95 с 1989 по 1991 г, AE101/104/109 с 1992 по 2002 г, AE111/114 с 1995 по 1998 г;
• Corona AT175 с 1988 по 1992 г, AT190 с 1992 по 1996 г, AT210 с 1996 по 2001 г;
• Sprinter Carib AE95 с 1988 по 1990 г, AE111/114 с 1996 по 2001 г.

Другие двигатели в серии

4А

Базовая модель, пришедшая на смену серии 3А. Созданные на ее основе двигатели оснащались SOHC- и DOHC-механизмами, вплоть до 20 клапанов, а «вилка» выдаваемых мощностей – от 70 до 168 сил на «заряженном» турбированном GZE.

4A-GE

Это 1.6-литровый мотор, конструктивно схожий с FE. Характеристики двигателя 4A GE также во многом идентичны. Но есть и отличия:

• у GE больше угол между клапанами впуска и выпуска – 50 градусов, в отличие от 22.3 у FE;
• распредвалы двигателя 4A GE вращаются одним ремнем ГРМ.

Говоря о том, какие имеет двигатель 4A GE технические характеристики, нельзя упомянуть и мощность: он несколько мощнее FE и развивает до 128 л.с при равных объемах.

Интересно: выпускался и 20-клапанный 4A-GE, с обновленной ГБЦ и 5 клапанами на каждый цилиндр. Он развивал мощность до 160 сил.

4A-FHE

Это аналог FE с доработанным впуском, распредвалами и рядом дополнительных настроек. Они сообщили двигателю большую производительность.

4A-GZE

Данный агрегат представляет модификацию шестнадцатиклапанного GE, оснащенную системой механического наддува воздуха. Выпускался 4A-GZE в 1986-1995 годах. Блок цилиндров и ГБЦ не претерпели изменения, в конструкцию добавился нагнетатель воздуха, приводимый в действие коленвалом. Первые образцы выдавали давление 0.6 бар, а двигатель развивал мощность до 145 сил.

Помимо наддува, инженеры уменьшили степень сжатия и внедрили в конструкцию кованые выпуклые поршни.

В 1990 двигатель 4A GZE был обновлен и стал развивать мощность до 168-170 сил. Выросла степень сжатия, поменялась геометрия коллектора на впуске. Нагнетатель выдавал давление 0.7 бар, а в конструкцию мотора включили ДМРВ MAP D-Jetronic.

GZE пользуется популярностью у тюнеров, поскольку разрешает установку компрессора и других модификаций без масштабных преобразований двигателя.

4A-F

Он был карбюраторным предшественником FE и развивал до 95 сил.

4A GEU

Двигатель 4A-GEU, подвид GE, развивал мощность до 130 сил. Моторы с этой маркировкой разработаны до 1988 г.

Тюнинг двигателя Toyota 4A-GE (4A-FE, 4A-GZE)

Чип-тюнинг. Атмо

Двигатели серии 4A рождены для тюнинга, именно на базе 4A-GE был создан всем известный 4A-GE TRD, в атмосферном варианте выдающий 240 л.с. и выкручивающийся до 12000 об/мин! Но для успешного тюнинга надо брать 4A-GE за основу, а не FE версию. Тюнинг 4A-FE идея мертвая изначально и заменой ГБЦ на 4A-GE здесь не помочь. Если чешутся руки доработать именно 4A-FE, тогда ваш выбор наддув, покупаете турбо кит, ставите на стандартную поршневую, дуете до 0.5 бар, получаете свои ~140 л.с. и ездите пока на развалится. Чтобы ездило долго и счастливо, нужно менять коленвал, всю ШПГ под низкую степень, доводить головку блока цилиндров, ставить большие клапана, форсунки, насос, проще говоря родной останется только блок цилиндров. И только потом ставить турбину и все сопутствующее, рационально? Именно поэтому за основу всегда берется хороший 4AGE, здесь все проще: для GE первых поколений, берутся хорошие валы с фазой 264, толкатели стандартные, ставится прямоточный выхлоп и получаем в районе 150 л.с. Мало? Убираем впускной коллектор T-VIS, берем валы с фазой 280+, с тюнинговыми пружинками и толкателями, отдаем ГБЦ на доработку, для Big Port доработка включает в себя шлифовку каналов, доводку камер сгорания, для Small Port еще и предварительную расточку впускных и выпускных каналов с установкой увеличенных клапанов, паук 4-2-1, настраиваем на Абит или Январь 7.2, это даст до 170 л.с. Дальше, кованая поршневая под степень сжатия 11, валы фаза 304, 4-х дроссельный впуск, равнодлинный паук 4-2-1 и прямоточный выхлоп на трубе 63мм, мощность поднимется до 210 л.с. Ставим сухой картер, меняем маслонасос на другой от 1G, валы максимальные — фаза 320, мощность дойдет до 240 л.с. и крутиться будет за 10000 об/мин. Как будем дорабатывать компрессорный 4A-GZE… Проведем работы с ГБЦ (шлифовка каналов и камер сгорания), валы 264 фаза, выхлоп 63мм, настройка и около 20 лошадей запишем себе в плюс. Довести мощность до 200 сил позволит компрессор SC14 либо более производительный.

Турбина на 4A-GE/GZE

При турбировании 4AGE сразу же нужно понизить степень сжатия, путем установки поршней от 4AGZE, берем распредвалы с фазой 264, турбокит на ваш вкус и на 1 баре давление получим до 300 л.с. Для получение еще более высокой мощности, как и на злом атмо, нужно доводить ГБЦ, ставить кованый коленвал и поршневую под степень ~7.5, более производительный кит и дуть 1.5+ бар, получая свои 400+ л.с.

РЕЙТИНГ ДВИГАТЕЛЯ: 4