محرك تويوتا ZZ

تُعدّ عائلة محركات تويوتا ZZ سلسلة محركات رباعية الأسطوانات مستقيمة . تستخدم سلسلة ZZ كتلة محرك من الألومنيوم المصبوب مع بطانات أسطوانات رقيقة من الحديد الزهر مثبتة بالضغط ، ورؤوس أسطوانات من الألومنيوم ذات عمود كامة علوي مزدوج وأربعة صمامات ، [ 1 ] وعمودي كامة يعملان بسلسلة . حلت عائلة ZZ محل محركات 4A و 7A ذات كتلة الحديد الزهر، والتي كانت شائعة الاستخدام للغاية، من عائلة محركات A السابقة .

 يستخدم محركا 1ZZ و2ZZ، بسعة 1.8 لتر ، قطرًا وشوطًا مختلفين . تم تحسين الأول لتحقيق كفاءة في استهلاك الوقود، مع التركيز على عزم الدوران في نطاق دورات منخفضة في الدقيقة ، بينما يتميز الثاني بتصميم "مربع" مُحسَّن لعزم الدوران عند دورات عالية في الدقيقة، مما ينتج عنه قدرة قصوى أعلى.

تحليل رمز النموذج

تُفسَّر أسماء محركات تويوتا على النحو التالي: يشير الرقم الأول إلى الجيل، ويحدد الحرف أو الحرفان التاليان عائلة المحرك. أما الأحرف المتبقية، بعد الواصلة، فتصف الخصائص الرئيسية للمحرك. على سبيل المثال، يمكن فك شفرة محرك 2ZZ-GE على أنه الجيل الثاني من سلسلة محركات ZZ، ويتميز برأس أسطوانة مُحسَّن الأداء بصمامات ذات زاوية واسعة (G) ونظام حقن وقود إلكتروني (E). [ 2 ]

للحصول على مزيد من المعلومات حول اصطلاحات تسمية محركات تويوتا، راجع قائمة محركات تويوتا .

1ZZ

1ZZ-FE

محرك 1ZZ-FE هو نسخة بسعة 1.8 لتر (1794 سم مكعب) . يبلغ قطر الأسطوانة × الشوط 79 مم × 91.5 مم (3.11 بوصة × 3.60 بوصة) . نسبة الانضغاط 10.0:1. يستخدم نظام حقن الوقود متعدد النقاط ( MPFI )، ويحتوي على نظام توقيت الصمامات المتغير الذكي (VVT-i) (محركات 1ZZ موديل 1998-1999 لا تحتوي على VVT-i)، ويتميز بقضبان توصيل مصنوعة من مسحوق معدني مطروق بتقنية التكسير، وعمود كامات مصبوب من قطعة واحدة ، ومشعب سحب إما من الألومنيوم المصبوب أو من البلاستيك المصبوب. [ 3 ] [ 4 ]        

تم تصنيع نسختين متميزتين من محرك 1ZZ-FE، إحداهما في مصنع تويوتا موتور للتصنيع في ولاية فرجينيا الغربية بالولايات المتحدة الأمريكية ومصنع تويوتا موتور للتصنيع في كندا، والأخرى في مصنع شيموياما في اليابان.

أمريكا الشمالية

1ZZ-FE

يُصنع محرك 1ZZ-FE بشكل أساسي في الولايات المتحدة الأمريكية، وتحديدًا في مدينة بوفالو بولاية فرجينيا الغربية . تتراوح قوة النسخة الأكثر شيوعًا منه بين 120 حصانًا ( 89 كيلوواط) عند 5600 دورة في الدقيقة، وعزم دوران 165 نيوتن متر عند 4400 دورة في الدقيقة، و 130 حصانًا ( 97 كيلوواط) عند 6400 دورة في الدقيقة، وعزم دوران 171 نيوتن متر عند 4200 دورة في الدقيقة. وقد صُدِّر محرك 1ZZ-FE المُصنَّع في أمريكا الشمالية إلى مختلف أنحاء العالم، مع اختلاف في قوة المحركات المُنتجة في بعض الدول. توقف إنتاجه في كامبريدج، أونتاريو، في ديسمبر 2007، بينما توقف إنتاجه في بوفالو، فرجينيا الغربية، في عام 2008.              

تم بيع طقم شاحن توربيني مُثبّت من المصنع لمحرك 1ZZ-FE لسيارات كورولا وماتريكس موديل 2003-2004 من قِبل قسم تطوير سباقات تويوتا، ولسيارات بونتياك فايب من قِبل قسم أداء جنرال موتورز. يُعطي الشاحن التوربيني ضغطًا إضافيًا قدره 7.5 رطل لكل بوصة مربعة (0.52 بار) ، مع زيادة في القدرة الحصانية بمقدار 40 حصانًا (30 كيلوواط؛ 41 حصانًا متريًا) وعزم الدوران بمقدار 38 رطلًا قدمًا (52 نيوتن متر) عند العجلات. [ 5 ]     

أعلنت شركة تويوتا عن استدعاء طوعي لسيارات تويوتا كورولا وماتريكس موديلات 2005 إلى 2008 المزودة بمحركات 1ZZ-FE. تتعلق المشكلة بوحدة التحكم الإلكترونية للمحرك، بما في ذلك احتمال حدوث تشقق في لوحة الدائرة الكهربائية الخاصة بها، مما قد يؤدي إلى عدم تشغيل السيارة، أو تغيير ناقل الحركة بشكل غير سلس، أو توقف المحرك. بالإضافة إلى ذلك، أعلنت شركة جنرال موتورز عن استدعاء طوعي لسيارات بونتياك فايب موديلات 2005 إلى 2008 لنفس المشكلة.

التطبيقات:

اليابان

يُصنع هذا المحرك في اليابان بمصنع شيموياما في ميوشي، محافظة آيتشي ، وهو مشابه للمحرك المُصنّع في أمريكا الشمالية، باستثناء أنه مزود  بصمامات سحب أكبر (32 مم) وصمامات  عادم أكبر (27.5 مم) مع تعديلات مُقابلة على المنافذ، مما ينتج عنه قوة أعلى مقارنةً بمحرك 1ZZ-FE الأمريكي. وكما هو الحال في نظيره الأمريكي، يستخدم محرك 1ZZ-FE الياباني نظام حقن الوقود متعدد النقاط بالإضافة إلى تقنية VVT-i . [ 6 ] تُعلن تويوتا عن قوة 140 حصانًا (142 PS؛ 104 كيلوواط) للنسخة اليابانية عند 6400 دورة في الدقيقة، وعزم دوران 127 رطل-قدم (172 نيوتن-متر) عند 4400 دورة في الدقيقة. وهو مُستخدم في العديد من سيارات تويوتا في اليابان.       

It was widely believed that the Japanese variant was labeled as "1ZZ-FED", however there has been no evidence of the "FED" suffix being used in Toyota's official documentation or labeling of its vehicles. All of the vehicles in the list below simply use the 1ZZ-FE designation without the "D" letter after the engine code. Most likely this was a way for Toyota to change something internal about the engine without changing its designation (the 4A-FE for example went through three iterations without changing its name for the same reason).

Applications:

1ZZ-FBE

A special modified variation of the 1ZZ-FE that can run on E100 Ethanol.

Applications:

LJ479Q

An internal code of the 1ZZ-FE used for SAIC-GM-Wuling cars.[7][8]

Applications:

Excessive oil consumption issues

The 1ZZ engines (particularly the 1ZZ-FE) was notoriously known for excess oil consumption, especially in earlier models from the 1990s to the 2000s. The problem stemmed from an inherent design flaw in the engine with its undersized piston rings and insufficient oil drainage holes in the pistons. Over time, this led to oil blow-by, where excessive oil would enter the combustion chamber, causing the engine to start burning oil. Owners often reported needing to add oil between changes, with some engines consuming up to a quart every 1,000 miles. This leads to shortened oil changes, significantly increasing running costs and hassle. Though later models received improvements, this issue remains a significant concern for 1ZZ engines of that era.[9]

2ZZ

2ZZ-GE

2ZZ-GE Engine in the Corolla XRS
Supercharged 2ZZ-GE installed in Lotus Elise SC

محرك 2ZZ-GE هو محرك بسعة 1.8 لتر ( 109.6 بوصة مكعبة) تم تصنيعه في اليابان بالتعاون مع شركة ياماها موتور . يبلغ قطر الأسطوانة × الشوط 82 مم × 85 مم (3.23 بوصة × 3.35 بوصة) . يستخدم نظام حقن الوقود متعدد النقاط، ونظام VVTL-i، ويتميز بقضبان توصيل مصنوعة من الفولاذ المطروق . تبلغ نسبة الانضغاط 11.5:1، مما يستلزم استخدام بنزين عالي الأوكتان (91 أوكتان أو أعلى وفقًا لمقياس (R+M)/2 المستخدم في أمريكا الشمالية [ 10 ] ).          

تختلف قوة هذا المحرك باختلاف السيارة وتعديلاتها، حيث تُنتج سيارات سيليكا جي تي-إس، وكورولا تي -سبورت ، ولوتس إليز ، ولوتس إكسيج قوة 141 كيلوواط (192 حصانًا متريًا؛ 189 حصانًا) ، بينما تُنتج النسخ الأمريكية من سيارتي ماتريكس وبونتياك فايب موديل 2003 قوة 180 حصانًا (134 كيلوواط) عند 7600 دورة في الدقيقة ، وعزم دوران 176 نيوتن متر عند 6800 دورة في الدقيقة. وتراوحت القوة في جميع الموديلات اللاحقة بين 173 حصانًا (129 كيلوواط) في عام 2004 و 164 حصانًا (122 كيلوواط) في عام 2006، وذلك بفضل نطاق عزم دوران مُعدّل. وبسبب قوانين الضوضاء، استدعت تويوتا هذه السيارات لتحديث وحدة التحكم الإلكترونية (PCM) لرفع قوتها وتصنيفها ضمن فئة "السيارات الرياضية" الأكثر تساهلاً فيما يتعلق بالضوضاء. تنتج النسخة الأسترالية من سيارة كورولا سبورتيفو قوة 141 كيلوواط (192 حصانًا؛ 189 حصانًا) عند 7600 دورة في الدقيقة وعزم دوران يبلغ 181 نيوتن متر (133 رطل قدم) .                

تُضيف سيارتا كورولا كومبريسور ولوتس إكسيج إس شاحنًا فائقًا من طراز إيتون M62 مع مُبرد داخلي لتوليد قوة 168 كيلوواط (228 حصانًا متريًا؛ 225 حصانًا بخاريًا) ، بينما تبلغ قوة محرك إكسيج 240R 179 كيلوواط (243 حصانًا متريًا؛ 240 حصانًا بخاريًا) ، وقوة محرك إكسيج إس 260 192 كيلوواط (261 حصانًا متريًا؛ 257 حصانًا بخاريًا) . أما إضافة شاحن فائق بدون مُبرد داخلي إلى سيارة إليس إس سي فتُنتج قوة 163 كيلوواط (221 حصانًا متريًا؛ 218 حصانًا بخاريًا) ، مع توفير ملحوظ في الوزن. ولا تحمل هذه المحركات المزودة بشواحن فائقة اللاحقة "Z" كما هو متوقع في محركات تويوتا الأخرى المزودة بشواحن فائقة (أي أن محرك 2ZZ-GE المزود بشاحن فائق لا يُسمى "2ZZ-G Z E").            

كلّفت تويوتا شركة ياماها بتصميم محرك 2ZZ-GE، المبني على كتلة محرك ZZ من تويوتا، للعمل عند دورات عالية في الدقيقة وإنتاج ذروة طاقة قريبة من أعلى نطاق دورات المحرك. تحتوي كتلة المحرك المصنوعة من سبائك الألومنيوم المصبوبة على بطانات أسطوانات من مادة مركبة معدنية (MMC) ، وهي مادة تقوية تتكون من أجزاء سيراميكية وألياف، بدلاً من بطانات الحديد الزهر المستخدمة في محرك 1ZZ-FE.

يتميز محرك 2ZZ-GE، المنفرد بعائلة محركات ZZ، بنظام عمود كامات مزدوج (يُعرف حرف "L" في VVTL-i ، والذي يُطلق عليه المتحمسون والمهندسون على حد سواء اسم "الرفع"، على غرار نظام VTEC من هوندا ) لإنتاج قوة إضافية دون زيادة في سعة المحرك أو استخدام الشحن التوربيني. وكان محرك 2ZZ-GE أول محرك إنتاجي يجمع بين توقيت الصمامات المتغير مع تغيير طور الكامات ورفع الصمامات المتغير ثنائي النمط في السوق الأمريكية. يوضح الجدول أدناه مواصفات نمطي عمود الكامات.

المدخولالعادم
مدةرفع الصماممدةرفع الصمام
كاميرا منخفضة228 درجة7.6 مم (0.30 بوصة)  228 درجة7.6 مم (0.30 بوصة)  
كاميرا عالية292 درجة11.2 مم (0.44 بوصة)  276 درجة10 مم (0.39 بوصة)  

لا يتم تفعيل وضعية الكامة عالية الأداء إلا عند حوالي 6200  دورة في الدقيقة (تتراوح نقاط ضبط الرفع بين 6000 و6700 دورة في الدقيقة حسب نوع السيارة)، ولن تعمل إلا بعد أن تصل درجة حرارة المحرك إلى 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت) على الأقل . يقوم نظام التحكم الإلكتروني في المحرك (PCM) من تويوتا بتقييد عدد دورات المحرك إلكترونيًا إلى حوالي 8200 دورة في الدقيقة عن طريق قطع الوقود و/أو الشرارة. يختلف وقت تفعيل الرفع والحد الأقصى لدورات المحرك حسب التطبيق. على سبيل المثال، محركات لوتس 2ZZ-GE محدودة السرعة عند 8500 دورة في الدقيقة، بينما كانت سيارات سيليكا محدودة السرعة بين 7900 و 8200 دورة في الدقيقة في أمريكا الشمالية، حسب سنة الصنع. أما النسخ اليابانية الأولى فكانت محدودة السرعة عند 8600 دورة في الدقيقة بقوة قصوى تبلغ 190 حصانًا (140 كيلوواط) .          

مضخة زيت متفككة

وبالتالي، يستحيل رفع عدد دورات المحرك إلى الحد الأقصى باستخدام دواسة الوقود فقط؛ بل يجب تخفيض السرعة من ترس أعلى. قد يؤدي رفع عدد الدورات إلى الحد الأقصى إلى تلف مضخة الزيت، وغالبًا ما يتسبب في تفتت حلقة الفص، مما ينتج عنه تلف مشابه للصورة على اليمين. تُعد مضخة الزيت نقطة ضعف محرك 2ZZ، على الرغم من ندرة الحوادث التي قد تحدث بسبب خطأ السائق. حتى أدنى فترة من نقص الزيت عادةً ما تكون قاتلة لهذا التصميم من المحركات.

خلال السنوات الأولى من الإنتاج، اشتهرت المحركات بمشاكل في مسامير الرفع. لم يكن هذا يُلحق ضررًا بالمحرك، ولكنه كان يُؤثر سلبًا على الأداء نظرًا لعدم قدرة عمود الكامات عالي القدرة على التعشيق بشكل صحيح. قامت تويوتا بحل المشكلة في أواخر عام 2002 باستخدام مسمار مُعاد تصميمه تم تركيبه في المحركات اللاحقة. أما المحركات القديمة التي كانت تعاني من هذه المشكلة، فيمكن إصلاحها من خلال نشرة خدمة فنية (TSB) صادرة عن تويوتا، والتي تتطلب ببساطة تركيب المسمار الجديد بدلًا من القديم.

زُوِّدت طرازات ماتريكس وكورولا XRS لعام 2004 وما بعدها بمضخات للتحكم في الانبعاثات، وتحتوي على فتحة إضافية فوق كل منفذ عادم في رأس المحرك ومشعب السحب، حيث يُحقن الهواء لضمان احتراق الوقود بالكامل قبل وصول تيار العادم إلى المحول الحفاز. جميع رؤوس محركات 2ZZ-GE من مارس 2003 فصاعدًا مزودة بهذا التعديل حتى لو لم تكن السيارة مزودة بنظام حقن الهواء.

لا يزال محرك 2ZZ-GE يُعتبر من بين أعلى محركات الإنتاج الكمي إنتاجيةً لكل لتر وأعلى محركات الدوران على الإطلاق. وقد فاز بجائزة أفضل محرك دولي لعام 2002 عن فئة محركات 1.4 إلى 1.8 لتر، تقديرًا لقوته الهائلة.

التطبيقات:

  • تويوتا سيليكا SS-II - اليابان، 140 كيلوواط (190 حصانًا؛ 187 حصانًا)   
  • تويوتا سيليكا TRD M سبورت - اليابان، 203 حصان (149 كيلوواط؛ 200 حصان) ، 188 نيوتن متر (139 رطل قدم)     
  • تويوتا سيليكا جي تي إس - الولايات المتحدة الأمريكية، 180 حصان (134 كيلوواط؛ 182 حصان بخاري )   
  • تويوتا سيليكا 190 / تي-سبورت - المملكة المتحدة، 189 حصان (141 كيلوواط؛ 192 حصان بخاري )   
  • تويوتا سيليكا SX - أستراليا، 189 حصان (141 كيلوواط؛ 192 حصان بخاري) ، 180 نيوتن متر (133 رطل قدم)     
  • تويوتا سيليكا ZR - أستراليا، 189 حصان (141 كيلوواط؛ 192 حصان بخاري) ، 180 نيوتن متر (133 رطل قدم)     
  • تويوتا كورولا سبورتيفو – أستراليا، 189 حصان (141 كيلو واط، 192 حصان) ، 180 نيوتن متر (133 رطل قدم)     
  • تويوتا سيليكا تي سبورت - أوروبا، 141 كيلوواط (192 حصانًا؛ 189 حصانًا)   
  • تويوتا كورولا (E120) T سبورت كومبريسور - أوروبا، مزودة بشاحن فائق، 165 كيلو واط (225 حصان؛ 222 حصان)   
  • تويوتا كورولا XRS – الولايات المتحدة الأمريكية، 164 / 170 حصان (122 / 127 كيلو واط; 166 / 172 حصان)   
  • تويوتا كورولا فيلدر زد أيرو تورر - اليابان، 140 كيلوواط (190 حصانًا؛ 187 حصانًا)   
  • تويوتا كورولا "RunX Z Aero Tourer" - اليابان، 140 كيلوواط (190 حصانًا؛ 187 حصانًا)   
  • تويوتا كورولا رانكس آر إس آي - جنوب أفريقيا، 141 كيلوواط (192 حصانًا؛ 189 حصانًا) / 180 نيوتن متر (133 رطل قدم)     
  • تويوتا ماتريكس XRS – الولايات المتحدة الأمريكية، 164-180 حصان (122-134 كيلوواط؛ 166-182 حصان بخاري) [ 10 ]   
  • بونتياك فايب جي تي - الولايات المتحدة الأمريكية، 164-180 حصان (122-134 كيلوواط؛ 166-182 حصان بخاري)   
  • تويوتا فولتز Z – اليابان، 132 كيلووات (180 حصانًا؛ 178 حصانًا)   
  • ويل ضد 1.8
  • لوتس إليز – أمريكا الشمالية/المملكة المتحدة، 190 حصان (142 كيلوواط؛ 193 حصان بخاري) [ 13 ]   
  • لوتس إكسيج – الولايات المتحدة الأمريكية/المملكة المتحدة، 190 حصان (142 كيلوواط؛ 193 حصان بخاري) بدون شاحن توربيني و 243 حصان (181 كيلوواط؛ 246 حصان بخاري) مع شاحن توربيني ) [ 14 ] [ 15 ]      
  • لوتس إكسيج CUP 260 - الولايات المتحدة الأمريكية/المملكة المتحدة، مزودة بشاحن توربيني، 260 حصان (191 كيلوواط؛ 256 حصان )   
  • لوتس 2-إليفن - الولايات المتحدة الأمريكية/المملكة المتحدة، مزودة بشاحن توربيني، 252 حصان (188 كيلوواط؛ 255 حصان بخاري )   

3ZZ

3ZZ-FE

محرك 3ZZ-FE هو محرك سعة 1.6 لتر (1598 سم مكعب) مُصنّع في اليابان، استُخدم في العديد من طرازات تويوتا المُباعة في دول آسيوية مثل سنغافورة وماليزيا والفلبين وتايلاند وباكستان وتايوان والصين وسريلانكا وأجزاء من أوروبا والشرق الأوسط والبرازيل وجنوب إفريقيا من عام 2000 إلى 2012. يبلغ قطر الأسطوانة وشوط المكبس 79 مم × 81.5 مم (3.11 بوصة × 3.21 بوصة) ، وقدرته 109 حصان (81 كيلوواط؛ 111 حصان متري) عند 6000 دورة في الدقيقة، وعزمه 150 نيوتن متر (111 رطل قدم) عند 4400 دورة في الدقيقة. يتميز بمكابس SMP، وهي نفسها المستخدمة في محرك 1ZZ-FE. يُنصح باستخدام زيت محرك من نوع 5W-30 API SL/SM.             

التطبيقات:

4ZZ

4ZZ-FE

محرك 4ZZ-FE بسعة 1398 سم مكعب (1.4 لتر؛ 85.3 بوصة مكعبة) . يبلغ قطر الأسطوانة وشوط المكبس 79 مم × 71.3 مم (3.11 بوصة × 2.81 بوصة) . تبلغ قدرته 97 حصانًا (72 كيلوواط؛ 98 حصانًا متريًا) عند 6000 دورة في الدقيقة، وعزمه 130 نيوتن متر (96 رطل قدم) عند 4400 دورة في الدقيقة.                 

التطبيقات:

انظر أيضاً

مراجع

  1. "محركات تويوتا" . Toyoland.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-11-2012 .
  2. https://web.archive.org/web/20071001141436/http://www.toyotacelicaonline.com/engine.htm تويوتا سيليكا أونلاين - رقم المحرك
  3. ^ أداتشي ، شوجي. هوريو، كيميهيدي؛ ناكامورا، يوشيكاتسو؛ ناكانو، كازو؛ تانكي ، أكيهيتو (23/02/1998). "تطوير محرك تويوتا 1ZZ-FE" . سلسلة الأوراق الفنية SAE . المجلد. 1. دوي : 10.4271/981087 عبر www.sae.org. 
  4. http://www.spyderchat.com/1zzfe.pdf مؤرشف بتاريخ 24-09-2015 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) ورقة تقنية 1ZZ-FE SAE من تويوتا
  5. وينفيلد، باري (2003-11-01). "سيارة TRD ماتريكس فائقة الشحن" . مجلة كار أند درايفر .
  6. "تويوتا MR2 موديل 2002، طراز ZZW30 موديل 2005" . carfolio.com . 28 فبراير 2013. تاريخ الاسترجاع: 26 يوليو 2018 .
  7. "السيارة 560، 1.8 لتر، السيارة الكهربائية" . www.twoeggz.com . 2017-10-25.
  8. شيفرز، مارتن. "محركات (S)GM(W) في الصين وغيرها" . أدبيات السيارات في الشرق الأقصى . تم الاسترجاع في 28 يناير 2026 .
  9. "لماذا تستهلك سيارات كورولا الزيت؟" منتدى تويوتا كورولا . 26 فبراير 2018. تاريخ الاطلاع: 15 سبتمبر 2024 .
  10. 1 2 3 "الموجات القادمة" - مجلة موتور تريند ، كريس والتون. مايو 2002
  11. "تويوتا كورولا TS بقوة 192 حصان - المواصفات والأداء" . ZePerfs .
  12. ^ "تويوتا كورولا الجديدة · Fichas técnicas comparadas" . motor.terra.es . 2005-05-09. مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2005-05-09.
  13. "لوتس إليز آر - وصف المركبة" . مجموعة لوتس بي إل سي. مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 مايو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يونيو 2008 .
  14. كريس والتون (28 يونيو 2006). "اختبار شامل: لوتس إكسيج 2006" . إدموندز. مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يونيو 2008 .
  15. براون، جريج ن. "الوافدون الجدد: لوتس إكسيج إس 2007" . موتور تريند . المصدر: إنترلينك ميديا، إنك. مؤرشف من الأصل بتاريخ 3 مايو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يونيو 2008 .