1UZ-FE: ранние версии, VVT-i и заводские характеристики

С чего начинался четырёхлитровый V8

Toyota представила Celsior в Японии в октябре 1989 года. Его 1UZ-FE имел восемь цилиндров, расположенных двумя рядами, и два верхних распределительных вала в каждой головке. В таблице производителя указаны 3968 см³ и 260 PS при 5400 об/мин. Данные относятся к японскому седану первого поколения.

Алюминиевый блок позволял ограничить массу двигателя. Четыре клапана на цилиндр дают в сумме 32. В заводском техническом описании привод распредвалов сочетает зубчатый ремень и шестерни: ремень передаёт вращение на один вал каждой головки, а зубчатая пара — на второй.

В сравнительной таблице Toyota для обновления 1997 года диаметр цилиндра и ход поршня остались прежними: 87,5 × 82,5 мм, рабочий объём — 3968 см³.

Ряд обновлений 1UZ-FE объясняется требованиями большого люксового автомобиля: высокая тяга должна сочетаться с плавной работой и тишиной. В обновлении 1997 года Toyota одновременно меняла газообмен, сгорание и меры снижения трения. Поэтому прибавку мощности до 280 PS нельзя свести только к установке фазорегуляторов.

Три этапа на примере Celsior

При запуске второго Celsior в октябре 1994 года объём двигателя сохранился, а паспортная мощность выросла до 265 PS. Затем инженеры существенно переработали конструкцию. В Toyota Technical Review обновлённый двигатель связан с Celsior и Crown, вышедшими в июле 1997 года.

Что добавила VVT-i

VVT-i означает интеллектуальное изменение фаз газораспределения. На обновлённом 1UZ-FE механизм непрерывно меняет положение впускного распредвала. Так двигатель получает разные моменты открытия и закрытия клапанов при разных оборотах и нагрузке. В отличие от системы изменения подъёма клапана здесь регулируется именно фаза.

На холостом ходу VVT-i уменьшает перекрытие — период, когда впускные и выпускные клапаны одновременно открыты. Это повышает устойчивость сгорания. Под нагрузкой фазы выбираются для наполнения цилиндров, поэтому система влияет на работу двигателя в разных режимах.

Одновременно изменилась камера сгорания, а степень сжатия в сравнительной таблице повысилась с 10,4 до 10,5. Максимальный момент приведённых старого и нового исполнений составляет соответственно 363 Н·м при 4800 и 402 Н·м при 4000 об/мин. Обновление улучшило максимальную отдачу и сместило пик момента к меньшим оборотам.

Изменяемый впуск и электронный дроссель

ACIS (Acoustic Controlled Induction System) меняет эффективную длину впускного тракта. На обновлённом 1UZ-FE восемь управляющих клапанов переключают путь воздуха: на малых и средних оборотах используется длинный канал, на высоких открывается более короткий путь. Колебания давления во впуске помогают наполнить цилиндр в разных диапазонах; одним постоянным каналом добиться того же во всём диапазоне сложнее.

Дроссель перенесли с боковой стороны к передней части двигателя и применили ETCS-i (Electronic Throttle Control System-intelligent), электронное управление дроссельной заслонкой. Переднее положение уменьшало влияние тепла от выпускного коллектора, а изменённая форма тракта снижала сопротивление впуску.

Впуск дополнительно защищали от нагрева теплоизолирующей прокладкой коллектора и клапаном управления подачей горячей охлаждающей жидкости к дросселю. Это часть той же задачи повышения отдачи: при нагреве плотность воздуха падает, и в цилиндр при прочих равных попадает меньшая его масса. В позднем 1UZ-FE инженеры работали и над фазами клапанов, и над температурой воздуха до них.

Электронный дроссель связан с блоком управления, проводкой и остальным оборудованием двигателя. При идентификации снятого 1UZ-FE следует сопоставлять эти узлы с заводской версией: крышку с надписью VVT-i можно заменить отдельно.

Применение в Soarer и Lexus SC

Четырёхлитровое купе Lexus SC 400 относится к заводским применениям 1UZ-FE. У следующего SC 430 использовался другой двигатель семейства UZ — 3UZ-FE. История этих автомобилей отдельно разобрана в каталоге Lexus SC.

У японского Soarer Z30 1991 года 1UZ-FE был атмосферным четырёхлитровым V8, а соседний 1JZ-GTE — рядной шестёркой объёмом 2,5 л с двумя турбокомпрессорами. Это разные семейства в одном купе.