Двигун EJ20: технічні характеристики, принцип роботи

Відмінною рисою Subaru є використання опозитних двигунів. У світової автопромисловості відомо лише дві фірми, широко застосовують такі мотори (друга – Porsche). В даній статті розглянуто один з найбільш поширених в гамі виробника двигунів – EJ20, що використовувався на основних моделях.

Загальні особливості

За принципом компонування опозитні двигуни схожі на V-образні. Тут циліндри також розділені на два ряди, але розташовані горизонтально з кутом розвалу 180°. До того ж, на відміну від V-образних варіантів, колінвал має шийку для кожного шатуна, внаслідок чого сусідні поршні рухаються синхронно. Така компоновка забезпечує маленьку висоту, що визначає низький центр ваги. Однак через великий ширини виникають труднощі з доступом до мотору при обслуговуванні. До того ж такі варіанти вимагають ускладнення конструкції трансмісії.

Серія моторів EJ була представлена в 1989 р. в якості заміни EA. Це друга серія оппозитов Subaru, складова основну лінійку двигунів виробника. Вона включає опозитні 4-циліндрові 16-клапанні двигуни з двома або чотирма розподільними (SOHC або DOHC). Представлені атмосферні та турбовані варіанти. У 2011 р. EJ змінили FB, проте їх продовжують використовувати. EJ20 стали першою подсерией.

Дані 2-літрові двигуни мають алюмінієвий блок циліндрів висотою 201 мм з сухими чавунними гільзами. Майже для всіх варіантів діаметр циліндра становить 92 мм, хід поршня – 75 мм. Довжина шатуна дорівнює 130,5 мм, компресійна висота поршня – 32,7 мм. EJ20 мають два розташованих зверху ГБЦ також з алюмінію з одним або двома розподільними валами і 4 клапанами на циліндр. Діаметр впускних складає 36 мм, випускних – 32 мм, товщина ніжки дорівнює 6 мм. Распредвали мають ремінний привід.

Атмосферні мотори

Використання для малопотужних двигунів недорогих, повсякденних машин опозитного конфігурації, виправдовує себе в основному в автоспорті, багатьма вважається нераціональним. Незважаючи на це, навіть найпростіші двигуни Subaru представлені оппозитами.

SOHC

• EJ20E. Даний двигун став першим в розглянутій підсерії. Це найбільш поширений атмосферний варіант з однораспредвальными ГБЦ (SOHC). Представлений в декількох версіях продуктивності. Перша розвиває 123 к. с. і 172 Нм. Її встановлювали на BC, BF Legacy для внутрішнього ринку і Isuzu Aska 1990 – 1993 рр. На другій версії продуктивність зросла до 133 л. с. і 181 Нм. Нею оснащували JDM BD, BG Legacy і GC, GF Impreza, SF Forester. Найпотужнішою стала третя версія, розвиваюча 153 к. с. і 196 Нм, яку використовували на батьківщині для BE, BH Legacy і GC, GF Impreza. Остання модифікація зважаючи екологічних норм була дефорсирована до 138 л. с. і 186 Нм. Її використовували також на внутрішньому ринку на BL, BP Legacy і GH – GE Impreza. Європейські варіанти названих моделей в кузовах BC, BD, BF і GC, GF мали двигуни потужністю 113 л. с. і 170 Нм.

У 1998 р. з’явилися двигуни EJ20 серії Phase II EJ201 і EJ202. Ці варіанти з відкритим блоком оснастили легкими поршнями, іншими ГБЦ і більше низовим колектором.

• EJ201. Даний двигун, що розвиває 125 л. с. і 184 Нм, встановлювали на BE, BH Legacy і GD, GG Impreza.
• EJ202. Цим двигуном тієї ж продуктивності оснащували JDM SF Forester. Для BL, BP «Субару Легасі» двигун EJ20 допрацювали, встановивши легкий блок з легкими гільзами, перероблений впускний колектор і випуск 4-2-1. Названі удосконалення підвищили продуктивність до 138 л. с. і 187 Нм при тих же оборотах.
• EJ203. Даний двигун отримав ДМРВ і електронну дросельну заслінку. Його продуктивність становить 138 л. с. і 186 Нм. Цей мотор встановлювали на SG Forester і BP, BL Legacy для внутрішнього ринку.

• EJ20N. Це версія, розрахована на роботу на природному газі.

DOHC

• EJ20D. Це перший мотор підсерії, оснащений двома розподільними валами в кожній ГБЦ. Розвиває 150 л. с. і 172 Нм. Його застосовували на внутрішньому ринку на BC, BF і BD, BG Legacy.
• EJ204. Даний двигун Phase II оснастили AVCS (системою зміни фаз газорозподілу). Початкова версія розвиває 148 л. с. і 196 Нм і використовувалася на GE, GH Impreza, JDM SH Forester, JDM YA Exiga. 153-сильна версія встановлена на JDM BE, BH Legacy, JDM GC, GF Impreza, європейському SG Forester. BL, BP Legacy отримали найбільш потужні атмосферні версії EJ20: характеристики двигуна складають 165 л. с. і 187 Нм для європейської та 190 л. с. і 196 Нм для японської модифікацій. Вони відрізняються поршнями, розрахованими на велику ступінь стиснення, і інший налаштуванням БУД.

Турбовані мотори

Значно більш відомі турбовані двигуни EJ20, завдяки автоспорту, де домоглися великого успіху (особливо в ралі на Impreza WRX STI і BC Legacy RS) і тюнінгу.

Сингл турбо

EJ20G – перший турбодвигун даної серії, представлений в трьох варіантах.

• Rocker-style HLA характеризується водяним охолодженням интеркуллера і закритим блоком циліндрів з масляними форсунками поршнів. Він має двухраспредвальные ГБЦ і турбіну Mitsubishi TD04. В порівнянні з атмосферними варіантами встановлені інші поршні і форсунки 380 cc, ступінь стиснення знижена до 8:1. Такий двигун, що розвиває 197 л. с. і 260 Нм, встановлювали на BC, BJ Legacy RS і RS-RA. Для Legacy GT тих же поколінь він був форсований до 217 к. с. і 270 Нм.
• На Bucket-style HLA коромисла замінили гідравлічними штовхачами, встановили литі алюмінієві поршні. Закритий блок з масляними форсунками поршнів використовували до 1994 р., потім замінили на відкритий також з масляними форсунками, а з 1995 р. до 1996 р. використовували відкритий блок без них. Цей двигун розвиває від 220 л. с. і 260 Нм до 275 л. с. і 319 Нм. Їм оснащували GC, GF, GM Impreza WRX.
• Shim-under-bucket style. Дані двигуни зазвичай мають похилий інтеркулер. Варіанти для STI RA оснащені модернізованими штовхачами, що відрізняються від Bucket HLA WRX і WRX STI. Ці варіанти до того ж оснащені кованими поршнями під ступінь стиснення 8,5:1 і полегшеними клапанами. На двигуни з АКПП встановлена турбіна TD04, а варіанти для седанів з механікою оснащені TD05H. Продуктивність дорівнює від 217 до 271 к. с.

Двигун EJ20K в 1996 р. прийшов на зміну EJ20G. Він має відкритий блок циліндрів і оснащений TD04. Від EJ20G відрізняється поршнями, впускним колектором, форсунками 505 cc, котушками запалювання, збільшеним интеркуллером, блоком управління. Він представлений в двох варіантах: Shim-over-bucket і Shim-under-bucket. Перший використовували на GC, GF Impreza WRX для внутрішнього ринку, GF WRX і WRX type RA., другий – на GM, GC, GF STI з МКПП. Потужність становить 286 л. с. на внутрішньому ринку і 296 к. с. для третьої версії STI з турбіною VF23. Також на STI зустрічається VF24. На WRX використовували IHI RHF5HB і VF22. Модифікації для WRX оснащені литими поршнями, а для STI – кованими.

У 1998 р. разом з атмосферними з’явилися турбовані двигуни EJ20 Phase II EJ205 і EJ207. Вони оснащені іншими ГБЦ з переробленими впускними каналами, розподільними валами, а також зміненим блоком управління і легкими поршнями.

EJ205 використовувався на зовнішніх ринках на GC, GF, GD, GG Impreza WRX з турбіною TD04. На другому поколінні додали заслінки TGV і підвищили ступінь стиснення до 9:1. Варіант такого двигуна EJ20 на «Субару Форестер» SF (Cross Sports, S/tb, STI) відрізняється ступенем стиснення 8,5:1 і турбіною TF035. Крім того, EJ205 застосовували на Saab 9-2X Aero 2005 р.

EJ207 -даний двигун встановлювали на внутрішньому ринку на GC, GF, GD, GG WRX і STI EJ207. Версії 5 і 6 для WRX STI мають відкритий блок (з 2001 р. – напівзакритий) і відрізняються більш високими граничними оборотами в порівнянні з EJ205. Версія оснащена 7 синглскрольной турбіною VF30, AVCS, електронної дросельною заслінкою. TGV видалені, але не повністю, в тому числі і на Spec C Type RA. Кисневий датчик ідентичний американському EJ205, випускна система – американським WRX і STI. Обмежувач оборотів встановлений на 8 000. На версіях 8 і 9 встановили твинскрольную турбіну VF37, повністю видалили TGV, замінили випуск.

EJ20X, EJ20Y – ці двигуни засновані на тій же платформі і призначені для автоматичною і механічною КПП відповідно. Обидва варіанти представили на BL, BP Legacy GT. Дані мотори мають відкритий блок циліндрів, двохвальні ГБЦ, Dual AVCS. Ступінь стиснення дорівнює 9,5:1. EJ20X оснащений кованим коленвалом і шатунами, литими алюмінієвими з кованими поршнями коронками. Спочатку для EJ20X використовували твинскрольную турбіну IHI VF38, а для EJ20Y – велику Mitsubishi TD04 HLA 19T. У 2006 р. на обох моторах турбіни замінили на VF44, а в наступному році – на VF45. Потужність складає 265-280 л. с.

Твін турбо

Крім того, існують варіанти EJ20 твін турбо. Вони найменш відомі, так як такі мотори використовували тільки на праворульних Legacy для внутрішнього ринку, що обумовлено щільною компоновкою підкапотного простору. Дані двигуни відрізняються від сингл турбо EJ20 полегшеними поршнями з укороченою спідницею.

• EJ20H мотор з турбінами VF13 і VF14, використовували для BD, BG Legacy RS RS-B, GT у варіанті потужністю 245 л. с. і RS-B, GT-B з АКПП в модифікації 255 к. с.

• EJ20R. Даний двигун потужністю 276 к. с. отримав турбіни VF18 і VF19. Його встановлювали на BD, BG Legacy RS-B і GT-B з механікою.
• EJ206. Оснащений турбінами VF25 і VF27 мотор потужністю 255 к. с. застосовували на BE, BH Legacy GT, GT-B, B4. У всіх чотирьох серіях має ступінь стиснення 9:1.
• EJ208. Більш потужним двигуном (276 к. с.) оснащували ті ж версії Legacy з механікою, що і EJ206. На перших двох серіях ступінь стиснення дорівнює 8,5:1. Спочатку вони мали турбіни VF26, потім VF27. На C і D ступінь стиснення підвищили до 9:1. C спочатку оснащували VF31, потім VF32. Потрібно відзначити, що серія D значно відрізняється від попередніх. Цей мотор має інші розподільні вали, шківи, колінвал, форсунки, впускний колектор і т. д. Спочатку мав VF33, пізніше VF32.

Особливості обслуговування і експлуатації

Відзначені наступні слабкі місця двигуна «Субару» EJ20. По-перше, нерідко зустрічається стук, причиною якого є найбільш нагрівається і найгірше охолоджуваний четвертий циліндр. Спочатку він спостерігається на непрогрітому двигуні, а потім постійно. Усунути це можна лише капремонтом. По-друге, з часом циліндри набувають эллипсоидное переріз, що загалом властиво легкосплавным блокам зі сталевими гільзами. По-третє, для EJ20 характерно високе споживання масла, що обумовлено прискореним його чадом на нижніх стінках горизонтально розташованих циліндрів. Ще більше воно зростає при заляганні поршневих кілець. Крім того, виміряти рівень масла в картері можливо тільки на горизонтальній площадці. По-четверте, на двигунах даної серії спостерігаються течі масла (зазвичай через прокладки клапанних кришок і сальники распредвалів). По-п’яте, система вентиляції картера дуже швидко забруднюється із-за обмеженої висоти. Причому це веде до витіснення сальников. По-шосте, масовий характер мають витоку пластикових радіаторних бачків. В-сьомих, внаслідок трудомісткою заміни ременя ГРМ нерідко його встановлюють неправильно, що призводить до зіткнення поршнів та клапанів. В-восьмих, обслуговування двигуна в цілому дуже важко із-за того, що при більшості робіт доводиться демонтувати його. Особливо складно працювати з ШПГ.

Самими надійними і відносно простими в обслуговуванні вважають атмосферні двигуни EJ20 системи SOCH (EJ20E, EJ201, EJ202, EJ203). Більш того, в рейтингу надійності видання «За кермом» EJ20 зайняв перше місце в групі атмосферних 2 л моторів. Це обумовлено високою якістю деталей і наявністю заводського ремонтного розміру. Крім того, на них допустимо використання 92 бензину. EJ20D і EJ204 з DOHC, хоча і мають деякий запас міцності, все ж менш вдалими з точки зору сервісу, так як обслуговувати їх значно складніше. Більшість операцій можливі лише при знятому двигуні. До того ж дані варіанти перевели на 95 бензин. Найбільш складні і дорогі в обслуговуванні турбовані варіанти. Крім того, при настройці також на 95 бензин вони характеризуються великою ненажерливістю, на відміну від атмосферних моторів.

Для підвищення ресурсу слід заливати оригінальне масло в двигун EJ20 раз на 7,5 тис. км і використовувати як мінімум 95 бензин. При дбайливої експлуатації він становить до 250 тис. км і більше. При спортивній їзді, що найбільш часто спостерігається на відповідних модифікаціях (STI і WRX), капремонт може знадобитися раніше 100 тис. км, хоча ресурс турбомоторів, за практичним даними, і так оцінюється в 100-150 тис. км. До того ж нерідко експлуатаційний термін на них закінчується аварійними випадками в результаті розриву поршнів або обриву шатунів, що може призвести до повного руйнування двигуна.

Крім того, слід зазначити, що оригінальні запчастини EJ20 досить дороги для японських моторів, а сторонніх аналогів дуже мало.

Нарешті, з наведеного вище матеріалу видно, що двигуни Subaru EJ20, представлені у величезній кількості варіантів. Таке різноманіття вважають необґрунтованим, враховуючи, що оснащували ними в основному лише три моделі. До того ж це ускладнює пошук запчастин.