Lexus/Toyota 2GR-FXE-Motor

Die GR-Serie, die seit 2003 produziert wird, verfügt heute über mehr als ein halbes Dutzend verschiedene Motoren, die die Reihen-Sechser und V6 sehr schnell und gründlich ersetzt haben. Die GR-Serie zeichnet sich durch Aluminium-Zylinderblöcke aus, deren Wölbung bei Quer- und Längseinbau 60 g beträgt. Jeder Zylinderblock verfügt über Gusseisen-Laufbuchsen und eine Öffnung für den Kühlmantel. Das Arbeitsvolumen beträgt nicht weniger als 2,5 l und erreicht in einigen Fällen 4 l. Es handelt sich um Standard-Atmosphärenmotoren, bei denen die Einspritzung direkt, indirekt und kombiniert erfolgen kann und die Einspritzdüsen in den Krümmern und im Zylinderkopf vorhanden sind. Der Steuerantrieb wird durch mehrere Ketten dargestellt, die Ventile des Antriebs haben einen Hydrokompensator.

2GR mit einem Volumen von 3,5 Litern wurden für eine Reihe von Toyota-Modellen hergestellt, die im Zeitraum 2004-2016 auf den Markt kamen. Auch die Serienmotoren der Autos Lotus Exige und Evora stammen aus dieser Reihe.

2GR-FXE mit einem Volumen von 3,5 l wurde aus dem Hybridauto Lexus RX45OH entfernt, es arbeitet nach dem Miller-Zyklus, obwohl es auf dem Atkinson-Zyklus basiert, aber in seiner Konstruktion ähnelt es eher einem konventionellen Motor, der nach dem Otto-Zyklus arbeitet. In der Praxis ist das tatsächliche Verdichtungsverhältnis viel niedriger als das geometrische Verdichtungsverhältnis, das 12,5:1 beträgt. Und in seiner analogen Form, die unter dem Direkteinspritzsystem erzeugt wird, beträgt dieses Verhältnis 13:1.

Einfach ausgedrückt schließt das Einlassventil im Moment der Kompression viel später, als der Kolben beginnt, sich vom Niveau des minimalen Totpunkts nach oben zu bewegen. Dadurch wird ein Teil des Gasgemischs aus Benzindampf in den Ansaugkrümmer gedrückt. Dies trägt zur Steigerung der Motoreffizienz bei, indem die Ansaugverluste reduziert und die Expansion des Gasgemischs effizienter genutzt werden.

Der Zylinderblock ähnelt hier dem gängigsten und konventionellsten Design, ebenso wie die Pleuel und die Kurbelwelle. Der einzige Unterschied ist das Vorhandensein eines “kleinen Sumpfes”. Die Köpfe der Halbblöcke weisen jedoch ihre eigenen Unterschiede auf, wobei jeder Zylinderkopf seinen eigenen Phasenregler hat, und zwar nur an den Einlassnockenwellen, sodass insgesamt 4 Phasenregler vorhanden sind.

Technische Daten des Toyota 2GR-FXE 3.5 Hybridmotors

Der Toyota 2GR-FXE-Motor ist ein 3,5-Liter-V6-Hybridmotor, der in verschiedenen Modellen von Toyota- und Lexus-Fahrzeugen zum Einsatz kommt. Dieser Antriebsstrang ist in zwei Modifikationen erhältlich: verteilte Kraftstoffeinspritzung und kombinierte Kraftstoffeinspritzung.

Modifikation mit verteilter Kraftstoffeinspritzung

Modifikation mit kombinierter Kraftstoffeinspritzung

Mit dem Motor ausgestattete Automodelle

Der Toyota 2GR-FXE-Motor wurde in folgende Automodelle eingebaut:

• Toyota Highlander 2 (XU40): 2010–2013
• Toyota Highlander 3 (XU50): 2013–2016
• Toyota Crown Majesta 6 (S210): 2013–2018
• Lexus GS450h 4 (L10): 2012–2020
• Lexus RX450h 3 (AL10): 2009–2015

Dieser Antriebsstrang vereint Zuverlässigkeit und Effizienz, erfüllt moderne Umweltstandards und bietet eine hohe Leistung.

Der Toyota GR-Motor und seine Zuverlässigkeit

Diese Serie ist vielseitig einsetzbar. 4-Liter-Motoren vervollständigen Pick-ups und SUVs, 3,5-Liter-Analoga werden in Crossover-Modelle, Limousinen und Minivans eingebaut. 3,0 und 2,5 Liter – in Limousinen von Lexus und Toyota, bei denen eine Längsbauweise vorgesehen ist. Die Merkmale der 3,5-Liter-V6-Modifikationen werden im Folgenden erläutert.

Sand und Verschleiß als erstes Zylinderproblem

Die Motoren 2GR-FE zeigten bereits bei ihrem Erscheinen das folgende Problem, das der Hersteller sofort für alle behob, die es während der Garantiezeit hatten. Und sie bauten den Motor nicht nur um, sondern ersetzten ihn sofort durch einen neuen, verfeinerten.

Alles ist einfach. Die Automarken Lexus GS III Generation, mit 450H und 300H, RX350 II Generation und Highlander-2 wurden mit Luftfiltern mit einer Filterschicht aus Papier in der Produktionslinie ausgestattet.

Dadurch, dass die Abdeckung dieses Filters nicht fest sitzt, besteht die Möglichkeit, dass zusätzlich zum Filter atmosphärische Luft einströmt. Und da der Spalt sehr groß ist, gelangen große Sandpartikel mit der Luft in das System. Dies führt zur Bildung einer harten Öl-Sand-Emulsion am Krümmer.

Sand wird in den ersten Zylinder gesaugt, wenn der Motor quer eingebaut ist, oder in den fünften Zylinder, wenn er längs eingebaut ist. Als Nächstes tritt ein interessantes Verschleißmuster im Motor auf. Die Platte eines der Ventile am Einlass wird abgeschliffen, dann fällt sie aus ihrem Sitz. Zuvor “reibt” der Kolben des ersten Zylinders, der von diesem Sand betroffen ist, jedoch am Spiegel des Zylinders selbst, wodurch sich am Umfang und in der Länge Riefen bilden. Daher sinkt der im Zylinder erzeugte Kompressionsgrad. Und die ECU zeigt Aussetzer im Betrieb des Zündsystems.

Das Einlassventil wird beim GS-3 durch ein moderneres ersetzt (Kasten 17700-31A80 für Filter 17801-31110). Beim RX-2 ist das Gehäuse unverändert, ebenso wie beim Highlander-2.

Aber auch hier sind die Autobesitzer nicht verwirrt. Die Besitzer der alten Modifikation, bei der dieser Defekt der Filterabdeckung auftritt, haben einfach einen Druckring hinzugefügt oder Dichtmittel aufgetragen. Einige haben die Box durch eine neue, stärker modifizierte ersetzt. Der Lexus RX-2 und der Highlander-2 funktionieren also problemlos mit einem modifizierten Gehäuse aus einem Auto der dritten Generation. Ein komplettes Reparaturset, das in diesem Fall den Ansaugkrümmer und die Hälfte des Gehäuses, den Krümmer zum Motor und alle für die Installation erforderlichen Befestigungselemente umfasst, kostet 550 US-Dollar. Andererseits kann man all dies auf Schrottplätzen finden.

Der Luftfilter im Original mit einer synthetischen Filterschicht ist nicht nur undicht, sondern filtert auch nicht besonders gut. Das wurde in wissenschaftlichen Untersuchungen mehr als einmal nachgewiesen. Es ist besser, die synthetische Filterkomponente sofort zu überprüfen und einfach durch ein Papieranalog zu ersetzen und sie alle 5.000 km gegen ein neues auszutauschen.

Phasenschieber-Schmiersystem

Bis 2008 konnten die 2RG-Motoren Öl zu den Phasenverschiebern leiten, aber diese Systeme fielen aufgrund des Versagens des Gummiteils dieses Schlauchsystems schnell auseinander. Die Gummi- und Metallkomponenten wurden während der Garantiezeit ersetzt. Und die Rückrufaktion zu diesem Problem wurde bis 2013 durchgeführt. Obwohl das System der Ölversorgung der Phasenverschieber ab 2008 am Fließband nicht mehr mit unzuverlässigen Gummiadaptern ausgestattet war. Es wurden Ganzmetallsysteme (15771-31010, 15772-31030) installiert. Heute kann man sie für 25 $ kaufen und anstelle der Gummi-Metall-Systeme einbauen, falls man sie noch hat.

Ölnebel

Ein weiterer Fehler auf der 2GR-Seite. Mit der Zeit tritt im Bereich der Gummidichtungen am Ventildeckel Öl aus. Die Reparatur besteht darin, die Dichtung (11214-31020) und die Stopfen (11193-70010) auszutauschen, was schnell, einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann. Nur für die Querposition des Motors muss der Ansaugkrümmer entfernt werden. Nach Abschluss des Austauschs ist es wünschenswert, zwischen dem Steuergehäusedeckel des Antriebs und dem Zylinderkopf das Dichtmittel durchlaufen zu lassen.

Außerdem kommt es bei allen 2GR-Modifikationen im Laufe der Zeit zu Ölleckagen unter dem Steuergehäusedeckel, genauer gesagt an der Verbindungsstelle von Zylinderkopf und Zylinderblock. Das ist deutlich zu erkennen. Durch die Queranordnung gelangt beispielsweise Öl auf den Antrieb auf der rechten Seite und spritzt mit dem rechten Rad, wodurch ein charakteristisches Muster entsteht. Um dieses Leck zu vermeiden, wird diese Stelle von außen mit Dichtmittel behandelt. Aber das Leck bleibt nicht lange aus.

Nicht-Hybrid-Modifikationen des 2GR-FE haben ein Doppelrohr unter dem Ölfiltergehäuse, das mit dem Zylinderblock verbunden ist. Die ursprüngliche Version bestand aus einer Kombination aus Gummi und Metall, sodass sie sich mit der Zeit abrieb und undicht wurde. Heute ist ein Ganzmetall-Gegenstück (15767-31020) erhältlich, das 70 US-Dollar kostet.

Ansaugkrümmer

Das Hybridmodell 2GR-FXE war mit einem passiven Ansaugkrümmer ausgestattet. Und sein übliches Analog hatte einen Servodämpfer eingebaut. Letzterer verändert die Länge des Ansaugkrümmers und funktioniert ohne Beanstandungen.

Einspritzdüsen

Der Motor der 2GR-Serie zeigt bei einer Laufleistung von 200.000 km oder mehr eine gewisse Unsicherheit beim Starten, insbesondere im Sommer bei hohen Lufttemperaturen. Der Grund dafür sind undichte Einspritzdüsen. Dies kann durch eine gründliche Diagnose und Kontrolle der Reduktionsrate im Ansaugkrümmer festgestellt werden. Das Problem wird durch den Austausch der undichten Einspritzdüse oder aller auf einmal gelöst, sodass sie nicht mehr undicht sind.

Pumpe

Vor der Steuerkette befindet sich ein Gehäuse mit zwei Pumpen, die durch ein externes Wasser- und ein internes Öl-Gegenstück dargestellt werden. Die Betriebsdauer ist lang und störungsfrei. Der Austausch der Pumpe erfolgt am besten mit dem Original (16100-39455), das 220 $ kostet. Oder mit dem Analoggerät, bei dem die Auswahl sehr anspruchsvoll sein sollte. Andernfalls kann sehr schnell eine Spur von austretendem Öl auftreten.

Thermostat

Diese Anzeigen sind auf eine Temperatur von nicht mehr als 84 °C eingestellt. Daher der zweite Name “Cold”.

G-Steuerkette

Die Steuerkette wird durch drei Rollenketten dargestellt. Der mittlere Kettenspanner hat eine eigene Arretierung. Die Lebensdauer der Steuerkette beträgt 400.000 Kilometer. Sehr selten kommt es zu einem Bruch der kurzen Ketten, die die Auslassnockenwellen antreiben.

Phasenverschieber

Hier treten Probleme auf. Mit der Zeit tritt beim Starten ein rumpelndes Geräusch auf. In den Kupplungen beginnt das Schloss aus seiner Sitzposition zu springen, was den Betrieb des Motors nicht beeinträchtigt, aber das Klappern ist störend.

Bei Lexus und Toyota wurde festgestellt, dass einige Ölsorten, die nicht aus der Originalproduktion stammen, dieses Geräusch beseitigen. Aber nur vorübergehend.

Wenn die doppelten O-Ringe (11159-31010) in den Kanälen in der Nähe der klappernden Phasenverschieber abgenutzt sind, sollten sie ausgetauscht werden, am besten jedes Mal, wenn der Ventildeckel entfernt wird. Wichtig ist dabei, sie mit den Deckelschrauben richtig festzuklemmen.

Manchmal tritt das Klappern auf, wenn es zu Fehlzündungen kommt, und führt zu Verstopfungen der Filter unter den Schrauben, mit denen die Ölleitungen an den Phasenstellern befestigt sind. Die Filter (15678-46020) müssen unbedingt entfernt und gereinigt werden.

Wenn das Phasenwechselsystem echte Mängel aufweist und die ECU spezifische Fehler beim Betrieb der Nockenwellen (es gibt eine Verzögerung) anzeigt und deren falsche Position in Bezug auf die Kurbelwelle erkennt, müssen möglicherweise die Ventile ausgetauscht werden. Elektrohydraulisch betätigte Modifikationen (15330-31020) im Ventildeckel können für 60 $ erworben werden.

Wenn die drei Schrauben des Phasenreglers gelöst werden, was bei laufendem Motor passieren kann, fallen sie auseinander und der Motor geht aus. Hier hilft nur ein kompletter Austausch.

GBTF

2GR-FE-Motoren, es spielt keine Rolle, ob bei Lexus oder Toyota, dass immer noch Sünde aus den Ventilsitzen in den Zylindern fällt. Nicht bei allen, aber bei vielen Motoren tritt dies aufgrund von Überhitzung auf. Dies kann durch regelmäßiges Waschen des Kühlers behoben werden.

Zylinderblock

Hier treten normalerweise keine Probleme auf, es sei denn, es liegt Verschleiß vor. Sie werden nicht überholt, sondern einfach durch neue ersetzt, die leicht zu finden sind. V6-Motoren sind beliebt.

Zylinderbohrungen sind für Toyota nicht verfügbar. Es ist einfach, gute Analoga auf dem Markt zu finden.

Kolbenringe, wenn sie kaputt sind

Seit 2010 sind 2GR-FE-, Highlander-2- oder Lexus-FX-2-Komponenten auf der Seite des ersten oder fünften Zylinders defekt. Beim Lexus GS kommt es häufig zu Problemen mit dem fünften Zylinder. Der Grund dafür ist, dass die zwischen den Kolbenringen installierten Trennwände abreißen oder der obere Ring bricht. Die Nut an der Seite des oberen Rings kann beschädigt sein. Dies wird durch Sand verursacht, der unter Umgehung des Luftfilters in den Motor gelangt. In beschädigten Zylindern findet sich eine Mischung aus Öl und Sand, die dazu führt, dass der obere Kompressionsring buchstäblich die Wand des beschädigten Zylinders auffrisst. Aufgrund unterschiedlicher Sandkonzentrationen im Öl ist der Schaden unterschiedlich stark ausgeprägt, tritt aber dennoch auf und führt mit der Zeit zum Ausfall des gesamten Motors. Mit zunehmender Schädigung macht der Motor mehr Lärm und Zündaussetzer treten häufiger auf.

Erheblicher Ölverbrauch

Hybrid 2GR-FE mit häufigen Kurzstreckenfahrten und regelmäßiger “Unterhitzung” kann einen Kolbenringverschleiß “erwerben”. Die Lösung liegt in der Rissbildung. Es ist jedoch besser, sie mit dem Entfernen der kleinen Palette durchzuführen, da sonst das verwendete Mittel den Lack entfernt, der sich im Öl ablagert.

Schlussfolgerung

Der 3,5-Liter-V6-2GR-FE ist wie seine Hybridversion zuverlässig und relativ langlebig. Alle auftretenden Probleme lassen sich schnell erlernen und umgehend lösen. Die wichtigsten Voraussetzungen für einen langlebigen Betrieb ab einer Laufleistung von 400.000 km sind gute Luftfilter und eine regelmäßige Überprüfung ihrer Sauberkeit.