| Inicio / Motores / Toyota Motor Corporation / 1NZ-FXE 1.5L Gasolina – Híbrido
El motor 1NZ-FXE de Toyota, es un propulsor de gasolina de cuatro cilindros y 1,5 litros. Fue utilizado por primera vez en el Toyota Prius XW10.
Toyota clasificó esta tecnología como motor de «ciclo Atkinson», debido a sus carreras de compresión y expansión modificadas. No obstante, este bloque pertenece a la familia de motores «NZ», siendo su diseño muy similar al 1NZ-FE, que funciona con el ciclo Otto.
El 1NZ-FXE funciona a un régimen mucho más alto de vueltas, por encima de las 4.500 RPM. Además, está fabricado con materiales más ligeros. El motor entero pesa unos 87 kg, y tiene una gran eficiencia.
Especificaciones del Toyota 1NZ-FXE
Bloque Motor
El motor 1NZ-FXE tiene un bloque de cilindros de aleación de aluminio con un diámetro de 75,0 mm y una carrera de 84,7 mm. Para mejorar la integridad y la estanqueidad, el bloque incorpora camisas de hierro fundido muy finas, con paredes separadas 8 mm entre sí. Su diseño mejora la disipación del calor y reduce la deformación de los orificios de los cilindros al crear superficies irregulares que se adhieren mejor al bloque.
Culata
El motor 1NZ-FXE está equipado con una culata de aleación de aluminio que incorpora una camisa de agua que rodea la pared de la cámara de combustión, ayudando a mantener la temperatura constante. También cuenta con árboles de levas en la culata (DOHC) que son accionados por una cadena de distribución de rodillos de 8 mm de paso, lubricada por aceite de motor.
Para minimizar el ruido del motor y las pérdidas por fricción, la cadena de distribución está equipada con un tensor, un brazo tensor y una guía. El tensor utiliza un muelle y la presión del aceite para mantener la tensión y reducir el ruido causado por la cadena.
La parte delantera del bloque de cilindros y la culata se sellaron con una cubierta de la cadena de distribución de una sola pieza, fabricada en aluminio fundido a presión. Para permitir el mantenimiento del tensor de la cadena, la cubierta está diseñada con un pequeño orificio de acceso.
Distribución
El 1NZ-FXE está controlado por una unidad de control del motor (ECU) que utiliza varios parámetros para determinar la sincronización perfecta de las válvulas, tales como el régimen del motor, la velocidad del vehículo, el caudal de aire, la posición del acelerador y la temperatura del agua.
El árbol de levas de admisión puede ajustarse dentro de una gama de 43 grados. El solapamiento de válvulas de este motor oscila entre 20 y -23 grados, con una duración de admisión de 270 grados y de escape de 216 grados. El regulador de la distribución variable con inteligencia (VVT-i) está situado en la parte delantera del árbol de levas de admisión y consta de una carcasa accionada por la cadena de distribución y una aleta conectada al árbol de levas de admisión.
La válvula de control de aceite de la distribución del árbol de levas ajusta la posición de la válvula de distribución según las instrucciones de la ECU, lo que permite aplicar presión hidráulica al controlador VVT-i para cambiar la posición del árbol de levas.
La ECU utiliza señales de los sensores de posición del árbol de levas y del cigüeñal para supervisar la sincronización real de las válvulas y proporcionar retroalimentación al sistema de control para garantizar que se alcanza la sincronización deseada. Cuando el motor está apagado, el árbol de levas de admisión está en su posición más retrasada para facilitar el arranque. El regulador VVT-i se bloquea mediante un pasador cuando se arranca el motor por primera vez y no se le aplica presión hidráulica.
Mejoras y Sistemas anticontaminación
Este motor se diseñó con un colector de escape de acero inoxidable largo y ramificado para mejorar el par a regímenes bajos y medios. Además, cuenta con un sistema de escape situado en la parte trasera y el tubo de escape que conecta con el catalizador de tres vías (TWC). También tiene una construcción de doble pared, lo que ayuda a que el catalizador se caliente más rápidamente.
El colector de escape se conectó al tubo delantero y el tubo de escape al silenciador principal mediante rótulas. El silenciador tiene una válvula de control de muelle que modifica el flujo y la resistencia de los gases de escape, que se abre gradualmente cuando la presión de los gases de escape supera la presión del muelle. Como resultado, la válvula se cierra a regímenes más bajos para reducir el ruido del escape y se abre a regímenes más altos para disminuir la contrapresión y aumentar la potencia.
Su diseño también se centró en minimizar las emisiones incorporando un sistema de combustible sin retorno, que reduce las emisiones de gases nocivos. Además, cuenta con un sistema de recuperación de vapores de repostaje a bordo (ORVR) que utiliza un recipiente de carbón vegetal para capturar los vapores de combustible generados durante el repostaje, reduciendo así la emisión de vapores de combustible a la atmósfera.
¿Qué es exactamente el ciclo Atkinson?
A diferencia de otros motores, Toyota presentó este motor haciendo mucho hincapié en que utilizaba un «ciclo Atkinson».
La principal diferencia respecto al 1NZ-XE (de ciclo Otto) es que este motor tiene un diseño por el cual su carrera de compresión se acorta y la de expansión se alarga. Esto se consigue permitiendo que las válvulas de admisión permanezcan abiertas al principio de la carrera de compresión, lo que permite un flujo inverso del aire de admisión hacia el colector de admisión. Como resultado, se produce un aumento de la apertura de la válvula de mariposa en condiciones de baja carga, reduciendo así el vacío del colector de admisión y las pérdidas de admisión. Además, las válvulas de admisión se cierran al final de la carrera de expansión, aumentando la relación de expansión.
En los motores tradicionales de ciclo Otto, la cantidad de aire y combustible comprimido durante la carrera de compresión es aproximadamente la misma que la cantidad que se expande durante la carrera de la explosión. Como resultado, la relación de compresión y la relación de expansión también son similares. Sin embargo, los intentos de aumentar la relación de expansión también aumentarán la relación de compresión, lo que incrementaría el riesgo de una predetonación o preencendido del motor.
Tabla de Especificaciones – Toyota 1NZ-FXE
- Fabricante: Toyota Motor Company
- Producción: 1997 – Actualidad
- Material del Bloque: Aluminio
- Material de la Culata: Aluminio
- Combustible: Gasolina
- Sistema de alimentación: Inyección Multipuerto Secuencial
- Disposición de los Cilindros: En Línea
- Número de Cilindros: 4
- Válvulas por Cilindro: 4
- Disposición del tren de válvulas: DOHC
- Diámetro del cilindro: 75 mm
- Carrera del cilindro: 84,7 mm
- Cilindrada: 1.497 cc (91 cu in)
- Tipo de motor: 4 tiempos – Atmosférico
- Ratio de compresión: 10.5:1 (13.4:1 tras su revisión)
- Distribución: Cadena
- Potencia:
- 74 – 76 CV (55 – 57 kW) @ 4.800 – 5.000 RPM
- Torque:
- 111 – 115 Nm (82 – 85 lb-ft) @ 3.600 – 4.400 RPM
- Orden de encendido de los cilindros: 1-3-4-2
- Aceite del Motor:
- Capacidad de aceite: 3,7 litros
- Frecuencia de cambio de aceite:
- 12 meses / 15.000 km (9.000 millas)
Problemas y Fiabilidad del motor 1NZ-FXE
Aunque se considera un motor distinto, el motor 1NZ-FXE comparte la mayor parte de su diseño con los otros miembros de su familia, especialmente con el motor 1NZ-FE. Para no repetirnos en nuestras palabras, recomendamos que consultes ese artículo en el que detallamos todos los problemas que suelen dar los motores de esta familia.
No obstante, un breve resumen sería indicar que suelen gastar aceite de forma excesiva pasada la franja de los 150.000 kilómetros de uso. Además, también suelen dar problemas con la cadena de distribución también durante esa franja de la vida del motor, así como algún que otro problema con las válvulas y la admisión, que puede repararse mediante una limpieza.
Conclusiones: ¿Es fiable el motor Toyota 1NZ-FXE?
Al igual que otros motores de su familia, el 1NZ-FXE puede dar algunos problemas, pero no es un motor problemático de por sí. Requiere, como todo motor moderno, un mantenimiento al día para garantizar el hecho de no sufrir averías importantes. Además, conviene cambiar la cadena de distribución tan pronto como notemos algunos síntomas de que la distribución está fallando.
Aplicaciones del motor Toyota 1NZ-FXE
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