Характеристики японских двигателей 4a-ge

Четвертое поколение

Данная модификация производилась с 1991 по 1995 года. В ее конструкции насчитывалось 20 клапанов. Клапанная крышка, также как у предшественника, окрашена в серебристый цвет. Надпись «Twin cam 20» выполнена из хрома. Прозвищем данного двигателя стало название «Silver Top» означающее «Серебряный верх». Головка блока цилиндров установлена новая, ранее не применяемая в автомобилях Toyota.

Основным изменением является установка пяти клапанов вместо четырех, которые были установлены в привычном газораспределительном механизме под названием DOHC. Увеличение компрессии до 10,5 стало возможно благодаря внедрению новой системы VVT-i. Предыдущие версии отличались изогнутым коллектором. В четвертом поколении он имеет прямую форму. Параметры мощности и крутящего момента составили 160 л.с. и 162 Нм соответственно.

Особенности конструкции

Дизайнеры Toyota вместе с разработчиками головки блока цилиндров Yamaha включили в двигатель 4A GE следующую базовую архитектуру:

• сверление цилиндров с последующей обработкой полировкой их зеркал непосредственно внутри чугунного блока;
• гБЦ имеет два вала по схеме DOHC, но сначала на 16 клапанов (2 на впуске плюс 2 на выпуске), затем 20 клапанов (3 на впуске и 2 на выпуске);
• положение коллекторов обратное, выхлоп спереди, ресивер сзади;
• насадка приводится в движение отдельным ремнем;
• не изменилась система зажигания, остался распределитель с катушкой и разводкой искры по высоковольтному жгуту проводов;

Варианты тюнинга 4A

Двигатели серии 4A рождены для проведения тюнинга. За основу лучше брать 4A-GE, а не FE, так как в последнем случае идея модернизации мертвая изначально. Однако есть возможность и это сделать, прикупив турбо кит, надувающий до 0,5 бар. Мощность способна повыситься до 140 лошадей. Но ресурс агрегата резко снизится, если только не заменить коленвал и всю ШПГ.

Если взять за основу 4A-GE, то не надо ставить большие клапаны и менять форсунки. Достаточно будет взять хорошие распредвалы с фазой 280 плюс, довести ГБЦ, камеру сгорания и расточить каналы. Также надо будет модернизировать выхлоп, установив паук 4-2-1. Чтобы получить 170 л. с., потребуется настроить ЭБУ на Абит или Январь 7.2. А чтобы поднять мощность до 210-240 лошадей, потребуется поставить дополнительно кованую поршневую, сухой картер, заменить маслонасос и поставить распредвалы 320.

4A-GE является идеальным двигателем для проведения тюнинга. Доработав его, можно повысить мощность до 320 л. с.

Технические характеристики 4A GE 1,6 л/115 – 240 л. с.

Изначально в двигателе исполнения GE семейства 4A заложен объем камер сгорания 1,6 л и угол 50 градусов между клапанами. Это позволило увеличить мощность и обеспечить высокую производительность. Соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня постоянное для всей серии, составляет 81/77 мм.

В первом поколении 4A GE схема двигателя заточена для заднеприводных автомобилей АЕ86 вариантов Corolla Levin и Sprinter Trueno производителя Toyota. Поперечная установка ДВС для переднеприводных спортивных моделей Тойота стала использоваться позже, с возникновением спорткара MR2, а в 1991 году Corolla в Северной Америке на заводах Канады и США корпорации Toyota перестали комплектоваться силовыми агрегатами 4A GE.

Мотор 4A-GE Silver Top под капотом

4A-GE

Технические характеристики 4A GE соответствуют нижеуказанным табличным значениям:

Особенности конструкции

Конструкторами Тойота совместно с разработчиками ГБЦ Ямаха в двигатель 4A GE заложена следующая базовая архитектура:

• расточка цилиндров и последующая обработка хонингованием их зеркала непосредственно внутри чугунного блока;
• особенностью системы охлаждения и смазки является изготовление каналов внутри блока при его отливке;
• 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;
• впускной коллектор вначале изогнутый с длинными каналами, в последних генерациях — короткий прямой;
• система зажигания не изменялась, так и осталась трамблерной с одной катушкой и распределением искры по пучку высоковольтных проводов;
• изменяемая геометрия T-VIS появилась со второго поколения, а регулировка фаз VVTi с четвертого поколения.

ГБЦ с 20 клапанамиИзменяемая геометрия T-VIS

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.

Двигатель Toyota 4A-GE

В 1983 году на пятом поколении Corolla дебютировал новый мотор со спортивным характером, алюминиевую 16-клапанную головку блока которого разработали инженеры компании Yamaha. Во всем остальном это был вполне классический 4-цилиндровый агрегат с чугунным блоком, ременным приводом ГРМ и без гидрокомпенсаторов. Так что клапана тут нужно регулировать.

Существует две версии двс с 16 и 20 клапанной ГБЦ, но большинство их делит на 5 поколений

Первое поколение

или Blue Top либо Early Bigport отличается серебристой клапанной крышкой на которой надпись Twin Cam 16 VALVE нанесена одновременно и синими, и черными буквами. Ставился такой агрегат на модели для японского и американского рынков с 1983 по 1987 годы. Мотор оснащался системой регулируемого забора воздуха T-VIS и развивал от 110 до 130 л.с.

Второе поколение

или Red & Black Top либо Late Bigport производилось с 1987 по 1992 годы и внешне отличалось тем, что надписи на крышке были нанесены красными и черными буквами. Несмотря на то, что мощность не выросла, были проведены работы по усилению конструкции: блок цилиндров получил дополнительные ребра жесткости, шире стали подшипники шатунов.

Третье поколение

или Red Top или Smallport выпускалось недолго, только с 1989 по 1991 годы. Отличить его можно было по надписи Twin cam 16 valve выполненной лишь красными буквами. Этот двигатель получил уменьшенные впускные каналы и поэтому избавился от системы T-VIS, изменилась и шатунно поршневая группа в связи с повышением степени сжатия с 9.4 до 10.3, также появились масляные форсунки для охлаждения поршней. Мощность выросла до 140 л.с.

Четвертое поколение

или Silver Top получило новую головку блока цилиндров на 20 клапанов и отличалось уже серой крышкой с надписью TWIN CAM 20, выполненной серебристой краской. Выпускался такой силовой агрегат с 1991 по 1995 годы и ставился только на японские модели. Кроме 20-клапанной ГБЦ двигатель получил сложную систему впуска с четырьмя дросселями и фазорегулятор VVT на впускном валу. Таким образом мощность мотора подняли до 160 л.с.

Пятое поколение

или Black Top можно определить по черной пластиковой клапанной крышке. Производились такие двигатели с 1995 по 2002 год и встречаются лишь на японских моделях. Благодаря небольшому увеличению диаметра дросселей, кулачков распределительных валов и степени сжатия с 10.5 до 11.0 с агрегата удалось выжать 165 л.с. и это максимум для линейки.

Полезные ссылки MANUAL

Руководство по обслуживанию и ремонту моторов серии А вы найдете здесьFORUM Наиболее активно данный силовой агрегат обсуждается на форуме Corolla.ru

Toyota Corona AT210

Положительные и отрицательные качества ДВС 4A-FE

• Плюсы:
• Надежность. Японские инженеры настолько хорошо сконструировали этот мотор, что даже при небольшом объеме он выдает относительно большую мощность. При этом не теряя в надежности;
• Запчасти. Найти необходимую запчасть по хорошей цене — не составит труда;
• Экономичность. Расход топлива большинства модификации не превышает 10 /100 км (только на полностью исправном);
• Простота конструкции. За это многие автомобилисты и полюбили этот двигатель. Обслуживание и ремонт можно выполнить самостоятельно.

Минусы и частые поломки (причины):

• Система LeanBurn. Позволяет экономить топливо в пробках. Но правильно работает эта система только в Японии, так как бензин там намного качественнее российского. С нашим топливом на средних оборотах происходит сильное падение мощности. Из-за чего автомобили, оснащенные такой системой- в России использовать крайне проблематично. А исправить это невозможно;
• Стук. Появляется из-за сильного износа поршневых пальцев на большом пробеге. Так же, слегка нарушенные тепловые зазоры клапанов могут стать причиной стука;
• Большой расход масла. Вызван особенностями конструкции (сам производитель отмечает возможный расход до 1 литра на 100 км). Для снижения расхода можно заменять маслосъемные колпачки и поршневые кольца;
• Увеличение расхода топлива. Причиной этой неприятности могут быть: вышедший из строя датчик лямбд-зонд или датчик абсолютного давления (черный дым из выхлопной трубы и нагар на свечах), засорившийся топливные форсунки (сопровождается при одновременной вибрации и большим расходом);
• Мотор глохнет сразу после запуска. Стоит провести диагностику всей топливной системы и зажигания;
• Двигатель не запускается. Вышел из строя температурный датчик;
• Плавают холостые обороты. Возможно, засорились: свечи, дроссельная заслонка, форсунки, вентиляция картерных газов. Или сломался датчик холостого хода.

Вторая жизнь 4A-GE

Благодаря чрезвычайно удачной конструкции, двигатель пользуется большой популярностью даже спустя 15 лет после прекращения выпуска. Доступность новых запасных частей делает ремонт 4A-GE несложной задачей. Любителям тюнинга удается поднять мощность 16-ти клапанного двигателя с номинальных 128 л.с. до 240!

Модификации подвергаются практически все узлы стандартного двигателя. Шлифуются цилиндры, седла и тарелки впускных и выпускных клапанов, устанавливаются распределительные валы с углами синхронизации, отличными от заводских. Проводится повышение степени сжатия топливно-воздушной смеси и как следствие, переход на топливо с большим октановым числом. Подвергается замене стандартный электронный блок управления.

И это не предел. Любители экстремальной мощности, талантливые механики и инженеры изыскивают все новые и новые способы снять лишнюю «десятку» с коленвала любимого 4A-GE.

Характеристики

Версия с 16 клапанами 4A-GE:

В течение 8 лет выпуска, данная 16-клапанная модель двигатель применялась в следующих серийных автомобилях:

Технические параметры версии с 20 клапанами:

Силовой агрегат 4A-GE Silvertop устанавливался на следующие автотранспортные средства:

Установка 4A-GE Blacktop производилась на  автомобили:

Сравнения двигателей 4a-ge Black Top и Silver Top:

Варианты тюнинга мотора

Форсировать двигатель 4A GE можно ступенчато и достаточно бюджетно, используя механический атмосферный тюнинг:

1. в первых версиях A4 GE следует установить распредвалы с высоким подъемом кулачков и фазами от 264 градусов и прямоточный выхлоп для получения около 140 л. с.;
2. затем нужно демонтировать впускной коллектор изменяемой геометрии T-VIS, использовать другие толкатели и пружины, распредвалы с 280 фазой, отполировать каналы ГБЦ, увеличить диаметры седел и клапанов, купить паук 4:2:1, применить версию прошивки Январь 7.2 для обеспечения 170 л. с.;
3. дальнейший тюнинг до 210 л. с. потребует увеличения степени сжатия до 11 за счет кованой ШПГ, распредвалов с 304 фазами, отдельных дросселей на каждом цилиндре и увеличения диаметра выхлопа до 63 мм.

Тюнинг 4A GE

Дальнейший тюнинг для получения мощности от 240 л. с. требует увеличения бюджета. Необходим картер сухого типа, 320 фазный вал и специальный маслонасос. Запрещена эксплуатация самостоятельно форсированных движков без усиления подвески и доработки тормозной системы.

Таким образом, мотор 4A GE имеет заводскую форсировку по умолчанию. Архитектура движка изменялась в течение 5 поколений, мощность с 124 л. с. возросла до 165 л. с. Предназначен он для установки в модели Toyota С, Е и D класса.

Список моделей авто, в которых устанавливался

Атмосферный форсированный производителем мотор 4A GE рядного типа поперечного расположения использовался в автомашинах Toyota:

• Sprinter – фастбэк и седан;
• Sprinter Trueno – купе трехдверное;
• Sprinter Marino – хардтоп пятидверный;
• Sprinter Carib – универсал с оригинальным экстерьером кузова;
• Corolla Spacio – пятидверный компактвэн;
• Corolla Levin – двухдверное купе;
• Corolla Ceres – хардтоп седан;
• MR2 – двухместный спорткар;
• AE86 – хетчбэк и купе;
• Caldina – универсал С класса;
• Avensis – лифтбек, седан и универсал;
• Carina – седан спортивного дизайна;
• Carina E – хардтоп универсал;
• Corona – семейный седан.

Перечень модификаций ДВС

Существовало три версии силового привода 4A FE со следующими конструктивными особенностями:

• Gen 1 – производился в период 1987 – 1993 г., обладал мощностью 100 – 102 л. с., имел электронный впрыск;
• Gen 2 – впускался в 1993 – 1998 годах, имел мощность 100 – 110 л. с, изменилась схема впрыска, ШПГ, впускного коллектора, головка блока цилиндров модернизирована под новые распредвалы, добавлено оребрение клапанной крышки;
• Gen 3 – годы выпуска 1997 – 2001, мощность увеличена до 115 л. с. за счет изменения геометрии впускного и выпускного коллектора, ДВС применялся только для машин внутреннего рынка.

Изменение формы впускного тракта для модификации Gen 3

Особенности маркировки 4A GE

Название всех силовых агрегатов, несёт в себе определённую закодированную информацию. Не являются исключением и японские двигатели. Зная значение закодированных символов, можно получить конкретную информацию об любом силовом агрегате. Так в Японии, в 1987 году, была приняты обновленные правила маркировки ДВС.

Учитывая то, что рассматриваемый двигатель и серия моторов А появились раньше этой даты, маркировка проводилась по старой схеме. В отличие от новой схемы здесь не указывается вид применяемого на моторе топлива и нет понятия “семейство моторов”. Вместо этого существует понятие (серия или линейка моторов).

1. Так здесь, на первом месте находиться символ в виде цифры. Она указывает на поколение ДВС.
2. Следующий символ в виде заглавной латинской буквы означает серию моторов.
3. Первая половина названия 4А, означает четвёртое поколение моторов серии А.
4. Далее идут две большие латинские буквы GE, они рассказывают об устройстве и особенностях исполнения ДВС.
5. Так здесь G означает использование в механизме газораспределения двух верхнерассположенных распределительных валов.
6. А символ Е указывает на электронное управление впрыском горючей смеси.

Часто можно встретить более полное название этого силового агрегата. Выглядит оно так: 4A GE V16 или 4A GE V20. Где V20 или V16 информация о количестве клапанов в ГРМ конкретного силового агрегата. Как известно, на рассматриваемом моторе могут использоваться ГБЦ двух видов, с шестнадцатью и двадцатью клапанами.

Описание 4A GE

История создания

Все представители двигателей серии A имеют много общего поэтому историю создания рассматриваемого мотора нужно начинать с начала 70-х годов. Все представители этой серии, являются четырёхцилиндровыми силовыми агрегатами с рядным расположением цилиндров, объём которых может составлять от 1.3 до 1.8 литров. Серия А, изначально создавалась для замены похожих, но маломощных двигателей.

В 1981 году была создана первая версия инжекторного двигателя серии А. Речь идёт о ДВС 4А Е. Степень сжатия данного мотора 9:1, а мощность его была невелика, всего 78 л., сил. А уже через два года компания Yamaha разработала ГБЦ, в которой механизм газораспределения выполнен по классической схеме DOHC, с четырьмя клапанами на каждый цилиндр. Данная ГБЦ разрабатывалась и проектировалась на предприятии Toyota Shimayama. Инженеры Тойота, соединив инжекторный двигатель 4A E и новую ГБЦ от компании Yamaha, получили новый силовой агрегат с инжекторным питанием и 16 клапанной ГБЦ. Так в 1983 году появился ДВС 4A GE.

Вывод

Мотор 4А Black Top имеет достаточно высокие технические характеристики. Достаточно простой в обслуживании и ремонте. Что касается тюнинга, то полной переборке движка. Особой популярностью пользуется чип тюнинг силовой установки.

4A-GE 20v Silvertop (91.6-95.5) (Четвертое Поколение)

Четвертое поколение 4AGE выпущено в июне 1991. Использовался тот же самый блок как на предыдущем поколении, 16 клапанном безнаддувном моторе, однако установлена новая головка с 20 клапанами (технология YAMAHA). Особенностью явились три впускных клапана на цилиндр и переменная установка фаз газораспределения на впускном распредвале (VVT). Датчик детонации и охлаждаемые маслом поршни были использованы, чтобы справиться с более высокой мощностью. Двигатель оснащен 4 -х дроссельным впуском и AFM датчиком. Вообще, конструкция 20v мотора 4AGE во многом подобна гоночному. Выходная мощность — 160ps, но с меньшим количеством крутящего момента, чем 4AGZE. Silvertop ставился на машины только для японского внутреннего рынка AE101.

Небольшая модификация Silvertop произведена в мае 1993г. Мощность не увеличилась, доработанные детали и узлы улучшили крутящий момент в переходных режимах на низких и средних оборотах. Мотор выпуска до 93/5 может быть идентифицирован механизмом привода дроссельной заслонки, имеющим больше деталей, модифицированные моторы лишены нескольких тяг привода и шкива. В результате изменения в приводе акселератора привело к увеличению усилия (но уменьшилась стоимость узла). Но это только внешние различия. На самом деле весь впускной коллектор на моторах выпуска после 93/5 другой — отличия в форме канала впуска (овальный или каплевидный на моторах с 93/5). Немного изменен выпуск, объем камеры схода труб увеличен, в качестве подвижного сочленения использован шаровой шарнир вместо гофр. С этого срока так же изменены передаточные числа 3 и 4 передачи (С52 заменена С56), что в сумме с изменениями в моторе положительным образом отразилось на динамике. Результаты машин с 4AGE на трассе Tsukuba заметно улучшились.

4AGE 20v Blacktop (95.5-00.8?) (Пятое Поколение)

Заключительное поколение 4AGE было выпущено в мае 1995г. и было только с 20 клапанной головкой. Мотор отличает черный цвет крышки распредвалов (Blacktop) и MAP сенсор на впуске, в остальном он выглядит подобно предыдущей версии. Этот двигатель имеет другой впускной резонатор и резиновые трубы впуска вместо пластмассовых его предшественника. Корпуса дроссельных заслонок и сами заслонки также имеют немного больший диаметр. Основная же модификация заключалась в установке более легких поршней, маховика и модифицированной головке блока цилиндров — повышении степени сжатия до 11: 1, оптимизации формы камеры сгорания, большим подъемом впускных клапанов и оптимизации впускных и выпускных каналов. Выходная мощность увеличилась до 165ps. Blacktop ставился на машины только для японского внутреннего рынка AE101, AE111, AT210, исключением была Corolla RSi (аналог Corolla AE111 GT) производства южноафриканского филиала Toyota.

Большая «резвость» машин с Blacktop обусловлена некоторым снижением массы машин AE101 -> AE111 до 50кг в случае с кузовом купе. Кроме этого, с появлением модификации Levin/Trueno BZ-R, устанавливается более толстый выпускной коллектор — внутренний диаметр с 31,5мм увеличился до 34мм.

Совмещенный график с внешней скоростной характеристикой моторов Silvertop и Blacktop.