Toyota 1UZ-FE: японский двигатель, ставший одним из самых надежных V8 в мире
Второй серийный двигатель Toyota V8 стал результатом сверхсекретного проекта под названием F1, который стартовал в 1983 году. Нет, он не имел ничего общего с ведущими мировыми соревнованиями по производству одноместных автомобилей, в которых доминировали конкуренты Honda во второй половине 1980-х годов. Аббревиатура происходит от «Флагман №1», и целью проекта было создание первоклассного роскошного седана, который мог бы конкурировать с флагманскими моделями таких марок, как BMW, Mercedes-Benz или Cadillac.
Под руководством легендарного председателя компании, ныне покойного Эйдзи Тойода, который не устанавливал крайних сроков или ограничений бюджета, F1 была самым амбициозным начинанием Toyota. Над проектом работало 60 дизайнеров, 1400 инженеров, 2300 техников и 200 вспомогательных сотрудников, все во главе с главным инженером Ичиро Судзуки.
Если необычайно большое количество людей, которые работали над этим проектом, недостаточно впечатляет, результат их напряженного труда, несомненно, поразит вас. По заявлению производителя, команда создала 450 индивидуальных прототипов автомобилей и около 900 экспериментальных двигателей.
Наиболее многообещающим оказался 32-клапанный четырехцилиндровый двигатель V8 с углом поворота 90 градусов. В то время Toyota делала себе имя, создавая одни из самых надежных и эффективных двигателей в отрасли, поэтому этот новый восьмицилиндровый двигатель должен был быть настолько близок к совершенству, насколько это было возможно.
Для этого инженеры подвергли устройство одному из самых строгих тестов. Перед запуском в производство он прошел более 2,7 миллиона км в реальных испытательных поездках в одних из самых суровых условий в мире. Прототипы автомобилей с этим V8 проезжали по ледяным дорогам Северной Европы или песчаным тропам Саудовской Аравии.
На его разработку было потрачено 6 лет и примерно 1 миллиард долларов. В результате в 1989 году «секрет» был раскрыт, когда Toyota представила LS 400, а также марку Lexus, целью которой было превзойти недавно основанные бренды Acura и Infinity на рынке Северной Америки.
Новый седан был оснащен новейшими технологиями того времени, предлагал все удобства, которые только можно вообразить, и, что самое главное, он был дешевле, чем BMW 7-Series или Mercedes S-Class. Кроме того, он был тише, мощнее и обеспечивал лучшую экономию топлива, чем любой из его конкурентов, благодаря удивительному 1UZ-FE.
Квадратный по конструкции, с отверстием и ходом 87,5 мм x; 82,5 мм, это был полностью алюминиевый блок рабочим объемом 4,0 литра. Как и другие легендарные двигатели Toyota, блок был тщательно усилен, чтобы обеспечить беспрецедентную надежность. Внутри него инженеры поместили прочный коленчатый вал из кованой стали с восемью противовесами, что на два больше, чем обычно используется в большинстве серийных двигателей V8. Не менее впечатляющими были шесть крышек коренных подшипников с крестообразными болтами — еще одна особенность, которую редко можно увидеть в блоке, не предназначенном для гонок.
Оказывается, эта конфигурация на самом деле была основана на гоночном агрегате, предназначенном для CART (ныне IndyCar), что подтвердил Дэвид Карриер, в то время вице-президент TRD USA, в интервью 2007 года. Что касается внутренних деталей, то в конструкции используются шатуны из спеченной кованой стали, соединенные с заэвтектическими поршнями с мелко рифлеными юбками, которые минимизируют потери на трение и оптимизируют смазку.
В отличие от блока, заимствованного из автоспорта, головки блока цилиндров были разработаны с учетом экономии топлива, поэтому они не были столь впечатляющими для ценителей высоких характеристик. Каждый из них имел по два кулачка традиционной формы на головку, и для достижения компактности только впускные кулачки приводились в движение цепью газораспределительного механизма, а выпускные кулачки приводились в движение с помощью зубчатого механизма, который соединял их с их впускными аналогами.
В своей первоначальной форме двигатель имел степень сжатия 10,0: 1, что позволяло развивать мощность 256 л.с. и крутящий момент 353 Нм. Он был переработан для модели 1995 года, получив множество обновлений, включая более легкие штоки и поршни, последовательный впрыск топлива, новые кулачки с немного более агрессивным профилем и улучшенный выпускной коллектор. Степень сжатия увеличилась до 10,4: 1, что привело к увеличению мощности до 261 л.с. и 365 Нм крутящего момента. Вторая ревизия произошла в 1997 году, когда Toyota добавила в число новых достоинств фирменную технологию VVT-i (изменение фаз газораспределения). В этой окончательной форме V8 мог развивать до 300 л.с. и 420 Нм крутящего момента.
Независимо от версии, мощности было более чем достаточно для его применения, но в остальном 1UZ-FE выделялся беспрецедентной плавностью хода и надежностью. Во время эпизода Top Gear 1990 года Крис Гоффи на холостом ходу поставил на него стакан, наполненный водой, и жидкость осталась на месте. Более того, обороты были раскручены до красной черты, а стакан почти не двигался.
По надежности этот двигатель — настоящая легенда. LS400 вошел в список рекомендуемых автомобилей, которые могут проработать более 321 870 км при регулярном техническом обслуживании еще в 2007 году. В настоящее время многие владельцы, которые должным образом ухаживали за этими автомобилями, фактически записали на одометрах в три раза больший пробег.
1UZ-FE производился до 2002 года и в итоге стал двигателем для трех поколений японского рынка Toyota Crown Majesta, преемника LS 400 (в Японии называемого Toyota Celsior). Он также использовался в Lexus SC 400 и первых двух поколениях GS 400.
Это также один из первых автомобильных моторов, одобренных для использования в самолетах FAA в 1997 году и преобразованных в двухтурбинный двигатель FV2400-2TC мощностью 360 л.с. Разработанный в сотрудничестве с Hamilton Standard и предназначенный для использования в 4-местных винтовых самолетах, он так и не был запущен в производство, но сумел доказать, насколько хороша архитектура 1UZ-FE.
Другая версия под названием VT300i была запущена в производство за пределами автомобильного сектора в конце 1990-х годов, попав в линейку моторных лодок Toyota Epic, которая, вопреки своему названию, ни в коем случае не была эпической серией катеров.
Благодаря своей устойчивой нижней части V8 в конечном итоге превратился в гоночный двигатель SARD MC8-R на базе Toyota MR2 SW20. Эта версия с двумя турбинами и мощностью 600 л.с., разработанная рабочей группой Toyota SARD (Sigma Advanced Research Development), участвовала в соревнованиях в классе GT1, но так и не смогла достичь каких-либо заметных результатов. Несмотря на неудачи в автоспорте, 1UZ-FE остается впечатляющим шедевром инженерии. Продукт диковинного проекта, он вошел в историю как один из самых плавных и надежных восьмицилиндровых двигателей всех времен.
