Сама головка блока, естественно, легкосплавная. Камеры сгорания — конического типа, при подходе поршня к верхней мертвой точке, рабочая смесь направляется к центру камеры и формирует в районе свечи зажигания вихрь, способствуя наиболее быстрому и полному сгоранию топлива. Компактный размер камеры и кольцевой выступ днища поршня (улучшающий наполнение и по-своему формирующий потоки смеси в пристеночной области — на ранней стадии сгорания давление нарастает равномернее, а на поздней — увеличивается скорость горения) способствовали снижению вероятности детонации.

Степень сжатия у 1ZZ-FE — около 10:1, однако двигатель допускает использование обычного бензина (87-й по SAE, Regular в Японии, 92-й у нас). По заявлениям производителя, увеличение октанового числа не приводит к росту мощностных показателей, а лишь уменьшает вероятность детонации. Что касается других представителей семейства (3ZZ-FE, 4ZZ-FE) — то в них степень сжатия больше, поэтому к топливной всеядности стоит относиться аккуратнее.

Интересна новая конструкция седел клапанов. Вместо традиционных стальных запрессовываемых, на двигателях ZZ применены т.н. «лазерно-напыляемые» легкосплавные седла. Они в четыре раза тоньше обычных и способствуют лучшему охлаждению клапанов, позволяя отдавать тепло в тело головки блока не только через стержень, но и в значительной степени через тарелку клапана. Заодно, несмотря на небольшой диаметр камеры сгорания, увеличился диаметр впускных и выпускных портов, а также уменьшился диаметр стержня (с 6 до 5,5 мм) — это улучшило течение воздуха через порт. Но, естественно, конструкция также получилась абсолютно неремонтопригодной.

Газораспределительный механизм — традиционный 16-клапанный DOHC. Ранний вариант для внешнего рынка имел фиксированные фазы, но основная масса движков получила затем систему VVT-i (изменения фаз газораспределения) — отличная вещь для достижения баланса между тягой на низах и мощностью на верхах, но требующая внимательного отношения к качеству и состоянию масла.

Снижение массы клапана позволило уменьшить усилие клапанных пружин, заодно сократилась ширина кулачков распределительного вала (менее 15 мм) — опять снижение потерь на трение с одной стороны и увеличение износа — с другой. Кроме того, Toyota отказалась от регулировки зазора в клапанах с помощью шайб в пользу, если можно так сказать, «регулировочных толкателей» различной толщины, стаканчики которых совмещают функции прежнего толкателя и шайбы (для высокооборотистого форсированного движка это имело бы смысл, но в данном случае — сделало регулировку зазора максимально сложной и дорогой; хорошо, что этой процедурой приходится заниматься крайне редко).

Очередное радикальное нововведение — в приводе ГРМ теперь используется однорядная цепь с малым шагом (8 мм). С одной стороны — это плюс к надежности (не порвется), в теории отсутствует необходимость относительно частой замены, требуется только изредка проверять натяжение. Но. Опять но — у цепи есть свои существенные недостатки. О шумности говорить, наверное, не стоит — разве что в основном по этой причине цепь сделана однорядной (в минус долговечности). Но в случае с цепью обязательно появляется гидронатяжитель — во-первых, это дополнительные требования к качеству и чистоте масла, во-вторых, даже тойотовские натяжители не отличаются абсолютной надежностью, раньше или позже начиная пропускать и ослабляться (предусмотренная японцами собачка выполняет свои функции отнюдь не всегда). Что такое отпущенная в свободное плавание цепь — объяснять не надо. Второй подверженный износу элемент — успокоитель, это хоть и не «чудо» производства ЗМЗ, но принципы износа у них общие.

Ну и основная проблема — растяжение, тем большее, чем длиннее сама цепь. Лучше всего дело с этим обстоит в нижневальном движке, где цепь короткая, но при обычном расположении распределительных валов в головке блока она существенно удлиняется. Часть производителей борется с этим, вводя промежуточную звездочку и делая уже две цепи. Заодно этим удается уменьшить диаметр ведомых звездочек — при приводе обоих валов единой цепью расстояние между ними и ширина головки получаются слишком большими. Но при наличии промежуточных цепей увеличивается шумность передачи, количество элементов (как минимум, два натяжителя), да и с надежным креплением дополнительной звездочки возникают некоторые проблемы. Посмотрим же на ГРМ 1ZZ-FE — цепь здесь вызывающе длинная.

Хотя применение цепи и подразумевало уменьшение затрат на техобслуживание, но на деле произошло скорее обратное, так что средний срок службы цепи составляет

150 тысяч км, а затем ее постоянный грохот заставляет владельцев принимать меры.

Бросается в глаза расположение впускного коллектора — теперь он находится спереди (ранее практически всегда на поперечно-расположенных двигателях он находился со стороны моторного щита). Выпускной коллектор также переместился на противоположную сторону. В значительной степени это было вызвано традиционным экологическим помешательством — необходимо сделать катализатор как можно быстрее прогревающимся после запуска, а значит нужно разместить его максимально близко к двигателю. Но если устанавливать его сразу за выпускным коллектором, сильно (и совершенно напрасно) перегревается подкапотное пространство, дополнительно греется радиатор и т.д. Поэтому на ZZ выпуск ушел назад, а катализатор — под днище, при этом второй вариант борьбы за сертификаты (малый пре-катализатор за коллектором) не потребовался.

Длинный впускной тракт способствует увеличению отдачи на низких и средних оборотах, однако при переднем расположении впускного коллектора сделать его достаточно протяженным затруднительно. Поэтому вместо традиционного цельнолитого коллектора с 4-мя «параллельными» патрубками, на первом 1ZZ-FE появился новый «паук», похожий на выпускной, с четырьмя алюминиевыми трубчатыми воздуховодами равной длины, ввареными в общий литой фланец. Плюс — изготовливемые прокатом воздуховоды имеют намного более гладкую поверхность, чем литые, минус — не всегда безупречная сварка фланца и труб.

Но позднее японцы все-таки заменили металлический коллектор пластиковым. Во-первых — экономия цветного металла и упрощение технологии, во-вторых — снижение нагрева воздуха на впуске из-за меньшей теплопроводности пластмассы. В пассиве — сомнительная долговечность и чувствительность к перепадам температур.

Привод навесных агрегатов.

Здесь тойотовцы проделали примерно то же, что и с цепью. Генератор, насос ГУР, кондиционер и помпа приводятся единым ремнем. В плюс компактности (один шкив на коленвалу), но в минус надежности — значительно больше нагрузка на ремень, не особо надежен гидронатяжитель, а в случае чего — из-за насоса системы охлаждения не удастся сбросить ремешок заклинившего устройства и ковылять дальше. Навесное для серии ZZ, кстати, тоже получилось эндемичное — из-за сильно усовершенствованных креплений.

Наконец-то тойотовские инженеры смогли грамотно (хотя и менее удобно для обслуживания) расположить масляный фильтр — отверстием вверх, так что традиционные проблемы с давлением масла после запуска отчасти решаются. А вот поменять топливный фильтр теперь так просто не получится — он помещен в бак, располагаясь на одном кронштейне с насосом.

Система охлаждения.

Теперь поток охлаждающей жидкости проходит через блок по U-образному маршруту, охватывая цилиндры с обеих сторон и существенно улучшая охлаждение.

Здесь также произошли заметные изменения. Чтобы уменьшить испарение топлива в магистралях и баке, Toyota отказалась от схемы с линией возврата топлива и вакуумным регулятором (при этом бензин постоянно циркулирует между баком и двигателем, нагреваясь в подкапотном пространстве). На двигателе 1ZZ-FE применен регулятор давления, встроенный в погружной топливный насос. Использованы новые форсунки с «многодырочным» торцевым распылителем, установленные не на коллекторе, а в головке блока цилиндров.

Схема системы впрыска (1ZZ-FE для USA).

1 — электропневмоклапан системы улавливания паров топлива, 2 — адсорбер, 3 — аккумулятор, 4 — датчик температуры воздуха на впуске, 5 — воздушный фильтр, 6 — электропневмоклапан продувки адсорбера, 7 — датчик давления паров топлива, 8 — регулятор давления топлива, 9 — реле топливного насоса, 10 — датчик положения дроссельной заслонки, 11 — клапан ISCV, 12 — электронный блок управления, 13 — индикатор «CHECK ENGINE», 14 — выключатель запрещения запуска, 15 — усилитель кондиционера, 16 — датчик скорости, 17 — выключатель стартера, 18 — разъем DLC3, 19 — датчик абсолютного давления во впускном коллекторе, 20 — форсунка, 21 — катушка зажигания, 22 — датчик положения распределительного вала, 23 — датчик детонации, 24 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 25 — датчик положения коленчатого вала, 26 — кислородный датчик B1S1, 27 — кислородный датчик B1S2 (только внешний рынок), 28 — катализатор.

На ранней версии использовалась бестрамблерная схема DIS-2 (одна катушка на две свечи), а затем все двигатели получили систему DIS-4 — отдельные катушки, расположенные в свечном наконечнике (свечи, кстати, на 1ZZ-FE используются самые обыкновенные). Плюсы — точность определения момента подачи искры, отсутствие высоковольтных линий и механических вращающихся деталей (не считая роторов датчиков), меньше количество циклов работы каждой отдельной катушки, да и мода такая, в конце концов. Минусы — катушки (да еще и совмещенные с коммутаторами) в колодцах головки блока сильно перегреваются, зажигание нельзя подрегулировать вручную, больше чувствительность к свечам, обрастающим «красной смертью» от местного бензина, и, главное, статистика и практика — если при традиционной трамблерной системе катушка (особенно выносная) практически не фигурировала среди выходящих из строя деталей, то в DIS любого производителя их замена (в т.ч. в виде «узлов зажигания», «модулей зажигания». ) стала обычным делом.

Так что же в итоге? Тойотовцы создали современный, мощный и достаточно экономичный двигатель с хорошими перспективами модернизации и развития — наверное, идеальный для нового автомобиля. Но нас больше волнует, как ведут себя движки на второй-третьей сотне тысяч, как переносят не самые щадящие условия эксплуатации, насколько поддаются местному ремонту. И здесь нужно признать — борьба между технологичностью и надежностью, в которой Toyota раньше практически всегда стояла на стороне потребителя, закончилась победой hi-tech’а над долговечностью. И жаль, что альтернативы двигателям нового поколения больше нет.