Двигатель EJ20: технические характеристики, принцип работы

Отличительной чертой Subaru является использование оппозитных двигателей. В мировой автопромышленности известно всего две фирмы, широко применяющие такие моторы (вторая – Porsche). В данной статье рассмотрен один из наиболее распространенных в гамме производителя двигателей – EJ20, использовавшийся на основных моделях.

Общие особенности

По принципу компоновки оппозитные моторы похожи на V-образные. Здесь цилиндры также разделены на два ряда, но расположены горизонтально с углом развала 180°. К тому же, в отличие от V-образных вариантов, коленвал имеет шейку для каждого шатуна, вследствие чего соседние поршни двигаются синхронно. Такая компоновка обеспечивает маленькую высоту, определяющую низкий центр тяжести. Однако ввиду большой ширины возникают трудности с доступом к мотору при обслуживании. К тому же такие варианты требуют усложнения конструкции трансмиссии.

Серия моторов EJ была представлена в 1989 г. в качестве замены EA. Это вторая серия оппозитов Subaru, составляющая основную линейку двигателей производителя. Она включает оппозитные 4-цилиндровые 16-клапанные моторы с двумя либо четырьмя распредвалами (SOHC или DOHC). Представлены атмосферные и турбированные варианты. В 2011 г. EJ сменили FB, однако их продолжают использовать. EJ20 стали первой подсерией.

Данные 2-литровые двигатели имеют алюминиевый блок цилиндров высотой 201 мм с сухими чугунными гильзами. Почти для всех вариантов диаметр цилиндра составляет 92 мм, ход поршня – 75 мм. Длина шатуна равна 130,5 мм, компрессионная высота поршня – 32,7 мм. EJ20 имеют две расположенных сверху ГБЦ также из алюминия с одним либо двумя распредвалами и 4 клапанами на цилиндр. Диаметр впускных составляет 36 мм, выпускных – 32 мм, толщина ножки равна 6 мм. Распредвалы имеют ременной привод.

Атмосферные моторы

Использование для маломощных моторов недорогих, повседневных машин оппозитной конфигурации, оправдывающей себя в основном в автоспорте, многими считается нерациональным. Несмотря на это, даже простейшие моторы Subaru представлены оппозитами.

SOHC

• EJ20E. Данный двигатель стал первым в рассматриваемой подсерии. Это наиболее распространенный атмосферный вариант с однораспредвальными ГБЦ (SOHC). Представлен в нескольких версиях производительности. Первая развивает 123 л. с. и 172 Нм. Ее устанавливали на BC, BF Legacy для внутреннего рынка и Isuzu Aska 1990 – 1993 гг. На второй версии производительность возросла до 133 л. с. и 181 Нм. Ею оснащали JDM BD, BG Legacy и GC, GF Impreza, SF Forester. Самой мощной стала третья версия, развивающая 153 л. с. и 196 Нм, которую использовали на родине для BE, BH Legacy и GC, GF Impreza. Последняя модификация ввиду экологических норм была дефорсирована до 138 л. с. и 186 Нм. Ее использовали также на внутреннем рынке на BL, BP Legacy и GH — GE Impreza. Европейские варианты названных моделей в кузовах BC, BD, BF и GC, GF имели движки мощностью 113 л. с. и 170 Нм.

В 1998 г. появились двигатели EJ20 серии Phase II EJ201 и EJ202. Эти варианты с открытым блоком оснастили легкими поршнями, другими ГБЦ и более низовым коллектором.

• EJ201. Данный двигатель, развивающий 125 л. с. и 184 Нм, устанавливали на BE, BH Legacy и GD, GG Impreza.
• EJ202. Этим мотором той же производительности оснащали JDM SF Forester. Для BL, BP «Субару Легаси» двигатель EJ20 доработали, установив легкий блок с легкими гильзами, переработанный впускной коллектор и выпуск 4-2-1. Названные усовершенствования повысили производительность до 138 л. с. и 187 Нм при тех же оборотах.
• EJ203. Данный двигатель получил ДМРВ и электронную дроссельную заслонку. Его производительность составляет 138 л. с. и 186 Нм. Этот мотор устанавливали на SG Forester и BP, BL Legacy для внутреннего рынка.

• EJ20N. Это версия, рассчитанная на работу на природном газе.

DOHC

• EJ20D. Это первый мотор подсерии, оснащенный двумя распредвалами в каждой ГБЦ. Развивает 150 л. с. и 172 Нм. Его применяли на внутреннем рынке на BC, BF и BD, BG Legacy.
• EJ204. Данный двигатель Phase II оснастили AVCS (системой изменения фаз газораспределения). Начальная версия развивает 148 л. с. и 196 Нм и использовалась на GE, GH Impreza, JDM SH Forester, JDM YA Exiga. 153-сильная версия установлена на JDM BE, BH Legacy, JDM GC, GF Impreza, европейском SG Forester. BL, BP Legacy получили наиболее мощные атмосферные версии EJ20: характеристики двигателя составляют 165 л. с. и 187 Нм для европейской и 190 л. с. и 196 Нм для японской модификаций. Они отличаются поршнями, рассчитанными на большую степень сжатия, и другой настройкой БУД.

Турбированные моторы

Значительно более известны турбированные двигатели EJ20, благодаря автоспорту, где добились большого успеха (особенно в ралли на Impreza WRX STI и BC Legacy RS) и тюнингу.

Сингл турбо

EJ20G — первый турбомотор данной серии, представленный в трех вариантах.

• Rocker-style HLA характеризуется водяным охлаждением интеркуллера и закрытым блоком цилиндров с масляными форсунками поршней. Он имеет двухраспредвальные ГБЦ и турбину Mitsubishi TD04. В сравнении с атмосферными вариантами установлены другие поршни и форсунки 380 cc, степень сжатия понижена до 8:1. Такой двигатель, развивающий 197 л. с. и 260 Нм, устанавливали на BC, BJ Legacy RS и RS-RA. Для Legacy GT тех же поколений он был форсирован до 217 л. с. и 270 Нм.
• На Bucket-style HLA коромысла заменили гидравлическими толкателями, установили литые алюминиевые поршни. Закрытый блок с масляными форсунками поршней использовали до 1994 г., затем заменили на открытый также с масляными форсунками, а с 1995 г. до 1996 г. использовали открытый блок без них. Этот двигатель развивает от 220 л. с. и 260 Нм до 275 л. с. и 319 Нм. Им оснащали GC, GF, GM Impreza WRX.
• Shim-under-bucket style. Данные двигатели обычно имеют наклонный интеркуллер. Варианты для STI RA оснащены модернизированными толкателями, отличающимися от Bucket HLA WRX и WRX STI. Эти варианты к тому же оснащены коваными поршнями под степень сжатия 8,5:1 и облегченными клапанами. На двигатели с АКПП установлена турбина TD04, а варианты для седанов с механикой оснащены TD05H. Производительность равна от 217 до 271 л. с.

Двигатель EJ20K в 1996 г. пришел на смену EJ20G. Он имеет открытый блок цилиндров и оснащен TD04. От EJ20G отличается поршнями, впускным коллектором, форсунками 505 cc, катушками зажигания, увеличенным интеркуллером, блоком управления. Он представлен в двух вариантах: Shim-over-bucket и Shim-under-bucket. Первый использовали на GC, GF Impreza WRX для внутреннего рынка, GF WRX и WRX type RA., второй – на GM, GC, GF STI с МКПП. Мощность составляет 286 л. с. на внутреннем рынке и 296 л. с. для третьей версии STI с турбиной VF23. Также на STI встречается VF24. На WRX использовали IHI RHF5HB и VF22. Модификации для WRX оснащены литыми поршнями, а для STI – кованными.

В 1998 г. вместе с атмосферными появились турбированные двигатели EJ20 Phase II EJ205 и EJ207. Они оснащены другими ГБЦ с переработанными впускными каналами, распредвалами, а также измененным блоком управления и легкими поршнями.

EJ205 использовался на внешних рынках на GC, GF, GD, GG Impreza WRX с турбиной TD04. На втором поколении добавили заслонки TGV и повысили степень сжатия до 9:1. Вариант такого двигателя EJ20 на «Субару Форестер» SF (Cross Sports, S/tb, STI) отличается степенью сжатия 8,5:1 и турбиной TF035. Кроме того, EJ205 применяли на Saab 9-2X Aero 2005 г.

EJ207 -данный двигатель устанавливали на внутреннем рынке на GC, GF, GD, GG WRX и STI EJ207. Версии 5 и 6 для WRX STI имеют открытый блок (с 2001 г. – полузакрытый) и отличаются более высокими предельными оборотами в сравнении с EJ205. Версия 7 оснащена синглскрольной турбиной VF30, AVCS, электронной дроссельной заслонкой. TGV удалены, но не полностью, в том числе и на Spec C и Type RA. Кислородный датчик идентичен американскому EJ205, выпускная система – американским WRX и STI. Ограничитель оборотов установлен на 8 000. На версиях 8 и 9 установили твинскрольную турбину VF37, полностью удалили TGV, заменили выпуск.

EJ20X, EJ20Y — эти двигатели основаны на той же платформе и предназначены для автоматической и механической КПП соответственно. Оба варианта представили на BL, BP Legacy GT. Данные моторы имеют открытый блок цилиндров, двухвальные ГБЦ, Dual AVCS. Степень сжатия равна 9,5:1. EJ20X оснащен кованым коленвалом и шатунами, литыми алюминиевыми поршнями с коваными коронками. Изначально для EJ20X использовали твинскрольную турбину IHI VF38, а для EJ20Y – большую Mitsubishi TD04 HLA 19T. В 2006 г. на обоих моторах турбины заменили на VF44, а в следующем году – на VF45. Мощность составляет 265–280 л. с.

Твин турбо

Кроме того, существуют варианты EJ20 твин турбо. Они наименее известны, так как такие моторы использовали только на праворульных Legacy для внутреннего рынка, что обусловлено плотной компоновкой подкапотного пространства. Данные двигатели отличаются от сингл турбо EJ20 облегченными поршнями с укороченной юбкой.

• EJ20H — мотор с турбинами VF13 и VF14, использовали для BD, BG Legacy RS, RS-B, GT в варианте мощности 245 л. с. и RS-B, GT-B с АКПП в модификации 255 л. с.

• EJ20R. Данный двигатель мощностью 276 л. с. получил турбины VF18 и VF19. Его устанавливали на BD, BG Legacy RS-B и GT-B с механикой.
• EJ206. Оснащенный турбинами VF25 и VF27 мотор мощностью 255 л. с. применяли на BE, BH Legacy GT, GT-B, B4. Во всех четырех сериях имеет степень сжатия 9:1.
• EJ208. Более мощным двигателем (276 л. с.) оснащали те же версии Legacy с механикой, что и EJ206. На первых двух сериях степень сжатия равна 8,5:1. Изначально они имели турбины VF26, затем VF27. На C и D степень сжатия повысили до 9:1. C сначала оснащали VF31, потом VF32. Нужно отметить, что серия D значительно отличается от предыдущих. Этот мотор имеет другие распредвалы, шкивы, коленвал, форсунки, впускной коллектор и т. д. Изначально имел VF33, позже VF32.

Особенности обслуживания и эксплуатации

Отмечены следующие слабые места двигателя «Субару» EJ20. Во-первых, нередко встречается стук, причиной которого является наиболее нагреваемый и хуже всего охлаждаемый четвертый цилиндр. Сначала он наблюдается на непрогретом моторе, а потом постоянно. Устранить это можно только капремонтом. Во-вторых, со временем цилиндры приобретают эллипсоидное сечение, что в целом свойственно легкосплавным блокам со стальными гильзами. В-третьих, для EJ20 характерно высокое потребление масла, что обусловлено ускоренным его угаром на нижних стенках горизонтально расположенных цилиндров. Еще больше оно возрастает при залегании поршневых колец. Кроме того, измерить уровень масла в картере возможно только на горизонтальной площадке. В-четвертых, на двигателях данной серии наблюдаются течи масла (обычно через прокладки клапанных крышек и сальники распредвалов). В-пятых, система вентиляции картера очень быстро загрязняется из-за ограниченной высоты. Причем это ведет к выдавливанию сальников. В-шестых, массовый характер имеют утечки пластиковых радиаторных бачков. В-седьмых, вследствие трудоемкой замены ремня ГРМ нередко его устанавливают неправильно, что приводит к столкновению поршней и клапанов. В-восьмых, обслуживание мотора в целом очень затруднительно из-за того, что при большинстве работ приходится демонтировать его. Особо сложно работать с ШПГ.

Самыми надежными и относительно простыми в обслуживании считают атмосферные двигатели EJ20 системы SOCH (EJ20E, EJ201, EJ202, EJ203). Более того, в рейтинге надежности издания «За рулем» EJ20 занял первое место в группе атмосферных 2 л моторов. Это обусловлено высоким качеством деталей и наличием заводского ремонтного размера. Кроме того, на них допустимо использование 92 бензина. EJ20D и EJ204 с DOHC, хотя и имеют некоторый запас прочности, все же менее удачны с точки зрения сервиса, так как обслуживать их значительно сложнее. Большинство операций возможны лишь при снятом двигателе. К тому же данные варианты перевели на 95 бензин. Наиболее сложны и дороги в обслуживании турбированные варианты. Кроме того, при настройке также на 95 бензин они характеризуются большой прожорливостью, в отличие от атмосферных моторов.

Для повышения ресурса следует заливать оригинальное масло в двигатель EJ20 раз в 7,5 тыс. км и использовать как минимум 95 бензин. При бережной эксплуатации он составляет до 250 тыс. км и более. При спортивной езде, что наиболее часто наблюдается на соответствующих модификациях (STI и WRX), капремонт может потребоваться ранее 100 тыс. км, хотя ресурс турбомоторов, по практическим данным, и так оценивается в 100-150 тыс. км. К тому же нередко эксплуатационный срок на них оканчивается аварийными случаями в результате разрыва поршней либо обрыва шатунов, что может привести к полному разрушению двигателя.

Кроме того, следует отметить, что оригинальные запчасти EJ20 весьма дороги для японских моторов, а сторонних аналогов очень мало.

Наконец, из приведенного выше материала видно, что двигатели Subaru EJ20, представлены в огромном количестве вариантов. Такое многообразие считают необоснованным, учитывая, что оснащали ими в основном всего три модели. К тому же это затрудняет поиск запчастей.