Полная масса двигателей: 150-160 кг.
Порядок работы: 1-2-3-4-5-6. Нумерация цилиндров: со стороны шкивов — правый (задний) банк 1-3-5, левый (передний) банк 2-4-6.

1MZ-FE (3.0 EFI) тип’93/96/01. Применение: Camry 10U 1993-96, Lexus ES300 1993-96, Avalon 10U 1994-96, Windom 20 1996-98, Mark II Qualis 1997-99, Avalon 10J 1995-2000, Avalon 10U 1996-99, Camry 20U 1996-2001, Camry 30U 2001-03, Lexus ES XV20 1996-2001, Sienna 10 1997-2000

1MZ-FE (3.0 EFI VVT) тип’97/03. Применение: Windom 20 1998-2001, Windom 30 2001-06, Mark II Qualis 1999-2001, Pronard 20 2000-03, Harrier 10 1997-2003, Harrier 30 2003-06, Kluger 20 2000-07, Estima 30 1999-2006, Alphard 10 2002-08, Camry 30U 2003-06, Lexus ES300 1998-2001, Sienna 10 2000-03, Highlander 2000-03, Avalon 20U 1999-2005, Lexus RX300 1998-2003

2MZ-FE (2.5 EFI) тип’96. Применение: Windom 20 1996-2001, Camry Gracia 20 1996-2001, Mark II Qualis 1997-2001

3MZ-FE (3.3 EFI VVT) тип’03. Применение: Camry 30U 2003-06, Highlander 20 2003-07, Sienna 20 2003-06, Lexus RX330 2003-06, Lexus ES330 2003-06

3MZ-FE (3.3 EFI VVT HV) тип’05. Применение: Harrier Hybrid 30 2005-12, Kluger Hybrid 20 2005-07, Highlander Hybrid 2005-07, Lexus RX400h 2005-08

В двигателе применяется алюминиевый блок цилиндров с тонкими чугунными гильзами и закрытой рубашкой охлаждения (в отличие от всех последующих серий с открытой рубашкой), угол развала цилиндров составляет 60°. Капитальный ремонт двигателя производителем не предусматривается по определению (на практике, разумеется, все решаемо).

К блоку крепится масляный поддон, состоящий из массивной легкосплавной верхней части и штампованной стальной нижней.

Кованый стальной коленчатый вал с 4-я шейками и 9-ю противовесами удерживается отдельными крышками коренных подшипников, каждая из которых крепится четырьмя основными болтами и еще двумя боковыми притягивается к блоку для максимальной жесткости конструкции.

Поршни — легкосплавные, с относительно компактной юбкой, разные для правого и левого полублоков на 1MZ и одинаковые, но с сильно уменьшенной высотой жарового пояса, на 3MZ. Поздние версии получили модное антифрикционное полимерное покрытие на юбке. Поршни соединяются с шатунами полностью плавающими пальцами. Компрессионные кольца (верхнее стальное, нижнее чугунное) защищены антикоррозионным покрытием фосфата цинка, или PVD-покрытием на поздних версиях. Маслосъемное кольцо изначально наборное, позднее двух-компонентное, азотированное.

ГБЦ классической конструкции, без отдельного корпуса распредвалов, без гидрокомпенсаторов (для регулировки зазора в приводе клапанов используются шайбы верхнего расположения).

Головки закрываются литыми алюминиевыми крышками с маслоуловителями.

Привод газораспределительного механизма ремнем от коленчатого вала на выпускные распредвалы, а от них шестеренной передачей (с разрезной шестерней) вращаются впускные. Натяжитель ремня — пружинный, с силиконовым демпфером. Ремень закрыт пластиковыми крышками.

1MZ выпускался в версиях с фиксированными фазами или с VVT, 2MZ — только с фиксированными фазами, 3MZ — только с VVT. Приводы изменения фаз газораспределения устанавливаются на распределительных валах впускных клапанов, фазы изменяются в пределах 60°. Отдельное описание принципов работы приведено по ссылке.

Гибридная версия 3MZ отличается от обычной смещенными на 28° в сторону задержки фазами впуска.

На двигателях 1MZ соударения клапанов и поршней при обрыве ремня не происходит, но 2MZ и 3MZ относятся к interference.

Шестеренный масляный насос трохоидного типа приводится непосредственно от коленчатого вала. Масляный фильтр классический, установлен горизонтально со стороны левого полублока.

Охлаждение

Помпа устанавливается в камере, отлитой в развале блока цилиндров, и приводится обратной стороной ремня ГРМ. Термостат механический, температура открытия 77-82°C. Контуры охлаждения головок соединяются каналами впускного коллектора.

Первый тип’93 успел получить тот самый изощренный гидропривод вентилятора радиатора, знакомый по серии VZ. С тип’96 используются нормальные парные электровентиляторы, со ступенчатым изменением скорости. На тип’03 применяется бесступенчатое управление скоростью вентиляторов от ЭБУ двигателя.

Впуск и выпуск

С тип’97 и ’01 применяется пневмопривод AICV, перекрывающий один из двух каналов между воздухозаборником и фильтром. При низкой и средней частоте вращения клапан закрывается, воздух проходит к фильтру через отверстие меньшего размера, что помогает резонатору снизить шум на впуске. На высоких оборотах оба канала открываются, повышая эффективность впуска.

На ранних версиях использовался литой алюминиевый ресивер, на поздних появился облегченный пластиковый.

Почти все версии оснащались системой ACIS разной степени сложности, изменяющие эффективную длину впускного тракта для улучшения характеристик двигателя за счет эффекта динамического наддува при пульсации воздушного потока в коллекторе.

В системе с одним приводом ресивер разделен перегородкой, заслонка в которой управляется пневмоприводом. Включенный VSV закрывает клапан, в результате рабочая длина впускного коллектора увеличивается, улучшая эффективность впуска на низких и средних оборотах. Выключенный VSV открывает клапан, рабочая длина впускного тракта сокращается и максимальная эффективность реализуется на высоких оборотах.

В системе типа ACIS-V второй привод установлен между дроссельной заслонкой и ресивером.

На гибридных версиях 3MZ AICV и ACIS отсутствуют.

На некоторых моделях в глушителе находится механический клапан, регулирующий поток отработавших газов. При низкой частоте вращения закрытый клапан способствует снижению шума, при высоких оборотах он открывается, уменьшая противодавление на выпуске.

Для 1MZ тип’96 американского рынка в качестве фирменного кита от TRD предлагался приводной нагнетатель.

Топливная система и система управления (EFI)

Впрыск топлива — традиционный распределенный, в нормальных условиях — секвентальный. В некоторых режимах (при низких температурах и небольшой частоте вращения) может использоваться групповой впрыск. Впрыск может быть синхронным (один раз за цикл, при одном и том же положении коленчатого вала, с коррекцией продолжительности впрыска) или асинхронным (независимо от положения коленвала).

Система впрыска L-type EFI, с датчиком массового расхода воздуха (MAF) типа hot-wire.

Изначально применявшийся 16-битный процессор ЭБУ двигателя с тип ’03 был улучшен до 32-битного.

Первая версия тип’93 имела топливную систему с линией возврата, вакуумным регулятором давления, фильтром под капотом и функцией повышения давления на горячем двигателе (посредством VSV). После тип’96 используется система без линии возврата, с встроенными в модуль насоса регулятором давления и топливным фильтром. Демпфер пульсаций давления внешний, на топливном коллекторе.

Форсунки ранних типов — с вспомогательным воздушным каналом, далее — обычные форсунки с 12-точечным распылителем.

Дроссельная заслонка прошла путь от самого раннего варианта с концевым выключателем и регулятором холостого хода роторного типа, до полноценного ETCS, без механической связи с педалью, полностью электронным управлением, бесконтактными датчиками положения заслонки и акселератора.

Датчики детонации установлены на каждом полублоке в зоне среднего цилиндра, на поздних типах используются более удачные плоские широкополосные пьезоэлектрические датчики.

Кислородные датчики тип’93/96 — по одному в каждом выпускном коллекторе, один после единственного катализатора. На тип’03 первый датчик для каждого полублока — планарный (плоский) датчик состава смеси (AFS), за каждым из двух передних катализаторов стоит по обычному кислороднику.

Датчики положения коленвала и распредвалов — индуктивные.

Активная передняя опора используется на многих версиях MZ для снижения вибраций на холостом ходу. Электропневмоклапан по команде блока подает разрежение к опоре, изменяя давление в воздушной камере. Диафрагма вибрирует и через жидкость передает колебания на резиновую часть, что компенсирует вибрацию двигателя на холостом ходу. Создание нужной частоты колебаний регулируется подбором жиклеров и отводным вакуумным шлангом.

Официальные требования к октановому числу носят отнюдь не только технический характер и зависят от рынка.
· US: Номинальным являлся RON 91, повышение RON до 96 допускалось для улучшения характеристик.
· JP: Номинальным являлся Premium, использование Regular допускалось с оговоркой, что это ведет к снижению мощности.
· EU: Номинальный RON 95 (собственно, бензин с меньшим октановым числом на европейском рынке давно отсутствует).
· GEN: Номинальный RON 91.

EGR (система рециркуляции отработавших газов) отравляла своим существованием ранние типы американского рынка. Сначала в простейшем варианте, с вакуумным модулятором и одним VSV, с тип’96 — с ШИМ-регулированием вакуумного привода и обратной связью по датчику положения клапана EGR.

EVAP (система улавливания паров топлива) — обыкновенная для большинства рынков, и традиционно переусложненная, с обратной связью, для US-рынка.

PCV (вентиляция картера) — свежий воздух поступает к передней головке, картерные газы отбираются во впускной коллектор через клапан PCV в задней головке. Маслоуловители смонтированы в клапанных крышках.

Система зажигания тип’93 — с отдельными катушками, однако запитанными через единый коммутатор. Тип’96 получил систему DIS-3 (x2) — от катушки, установленной на свече одного цилиндра к свече второй головки идет высоковольтный провод, искра подается одновременно на обе свечи (типа Denso PK20TR11 или NGK BKR6EKPB11, двухэлектродные с платиновым покрытием). Более свежие типы получили классическую DIS-6 (отдельная катушка зажигания на каждый цилиндр, свечи «иридиевые» Denso SK20R11 или NGK IFR6A11).

Генератор тип’03 — с сегментной обмоткой, отдачей 130А.

Стартер тип’01 и 03 — нового образца (мощностью 1.7 кВт), с планетарным редуктором и сегментной обмоткой якоря, вместо обмотки возбуждения устанавливаются постоянные и интерполяционные магниты.

Гибридные 3MZ не имеют стартера и генератора.

Привод навесных агрегатов — отдельными ремнями.

Двигатели MZ довольно скучны с точки зрения публицистики — ввиду отсутствия критических дефектов.

• Единственный громкий скандал начала 2000-х был связан с проблемой oil gelling / oil sludge — но тогда дефект во многом обуславливался особенностями эксплуатации.

• За ранними типами отмечалась чрезмерная чувствительность в отношении контроля детонации, что приводило к переключению на неоптимальные УОЗ и ухудшению отдачи.

• На US-версиях традиционные сложности создавали ненужные элементы снижения выбросов, вроде бессмысленно-сложной EVAP (в обычном исполнении для Европы или Японии она совершенно беспроблемна).

• Понятно, что сегодня все MZ являются моторами уже пожилыми, если не древними, и общая проблема масложора (свыше литра на тысячу) является для них скорее нормой. Однако он до сих пор часто бывает связан не с понятным износом, старением колпачков и залеганием колец, а с неудачной конструкцией системы вентиляции картера. И в значительной степени вопрос решается народными средствами, очисткой чрезмерных отложений того самого oil sludge, установкой модифицированных клапанных крышек, перестановкой клапана PCV на переднюю головку и т.п.

MZ не является первым мотором «третьей волны» — с революционными сериями NZ-ZZ-AZ их роднит только алюминиевая конструкция блока. И в отличие от большинства из них, первая из «одноразовых» тойотовских серий оказалась более чем удачной и надежной.

Серию MZ можно назвать и самой «народной» из условно премиальных — это были самые доступные тойотовские моторы с более чем четырьмя цилиндрами и двумя сотнями лошадей, да и оснащались ими куда более практичные и массовые модели, нежели узконаправленные заднеприводные седаны с легендарными JZ.