Двигатель 3S FE Тойота: характеристики, неисправности и тюнинг

Двигатель Тойота 3S FE: характеристики, неисправности и тюнинг


Двигатели Toyota S-серии – это простые рядные «четверки» рабочим объемом от 1,8 до 2,2 литра, которые выпускались с 1980 до 2007 года. 27 лет! Производство большинства версий было свёрнуто к 2002 году, а после этого в производстве находилось только единичные турбированные и высокофорсированные 2-литровые модификации.

Двигатель 3S-FE, который мы будем разбирать, появился в 1986 году на Toyota Camry и дожил до первого поколения Avensis. У этого двигателя чугунный блок цилиндров, алюминиевая ГБЦ, в которой 16 клапанов без гидрокомпенсаторов в их приводе. В приводе ГРМ используется зубчатый ремень, который приводит только впускной распредвал, а выпускной приводится шестеренчатой передачей.

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть разборку 2-литрового двигателя 3S-FE, снятого с Toyota RAV4 2000 года выпуска.

Выбрать и купить двигатель для Тойота вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.

Надежность двигателя Toyota 3S-FE

Двигатель 3S очень прост и надежен, но в эксплуатации шумноват и имеет небольшой масляный аппетит. Реально слабых мест у него нет. При нормальном обслуживании и своевременной заменой масла он легко пройдет более 500 000 км.

Однако ресурс двигателей 3S-FE, которые поступили в производство в августе 1996 года, хуже. Эти двигатели получили облегченные поршни и шатуны, а коленвал остался прежним, образца 1988 года. Подробнее об этом мы расскажем дальше.

Технические характеристики — Двигателя Toyota 3S

За время выпуска серия 3S получила много модификаций, отличающихся степенью сжатия, мощностью, моментом и другими характеристиками. Базовый агрегат, взятый за основу, имеет следующие характеристики:

Toyota 3S-FE, 3S-FSE, 3S-GE, 3S-GTE двигатель характеристики:

РазъяснениеПоказатель
МодификацияToyota 3S
Периоды84-2007
Завод изготовительKamigo Plant
ГорючееБензин АИ-95, АИ-98
Сколько тактов«четыре»
Сплав блока двигателяалюминий
Объёмная камера (шт.)«четыре»
Размещение камерряд
Клапан, итого (штук)16
Объём двигателя (см3)1998
Порядок работы двигателя«1»-«3»-«4»-«2»
Камера, поперечник (мм.)86
Поршень, положения (мм.)86
Сжатие8,5/8,8/9/9,2/9,8/10/10,3/11,1/11,5
Мощь двигателя, (л.с.) (см. модификации)111-260
Импульс (Н*м) (см. модификации)166-324
Агрегат весит, килограммоколо 140
Потребление горючего: г/т/с (л./сотню)13/8/9,5
Ресурс (км.)300000
Смазывающая жидкость5W-30(40,50); 10W-30(40,50,60); 15W-40(50); 20W-20
Объём масла, литрыот 3,9 до 5,1
Смена смазки, (км)5000-7000

Дроссельная заслонка и клапан холостого хода

Дроссельная заслонка двигателя 3S-FE имеет тросовый привод и, на поздних версиях, датчик положения заслонки. Для работы двигателя на холостом ходу используется электронный регулятор холостого хода. Напомним, что благодаря ему при полностью закрытой механической заслонке воздух, необходимый двигателю для работы на холостом ходу, идет в обход заслонки через канал регулятора холостого хода.

Проблемы с холостым ходом на двигателе 3S-FE обычно устраняются очисткой регулятора.

Дроссельная заслонка на этом моторе загрязняется парами масла и сажей. Пары масла во впуске появляются из-за не совсем эффективного их отсеивания системой вентиляции картера. А источником сажи является система EGR. После очистки дроссельной заслонки отклики двигателя становятся заметно живее.

Выбрать и купить дроссельную заслонку для двигателя Toyota, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Сдвоенные катушки зажигания

C августа 1996 года на двигателе 3S-FE была модернизирована система зажигания. Вместо трамблера были установлены две сдвоенные катушки зажигания, то есть, каждая катушка обслуживает две свечи. Таким образом, каждая свеча дает искру дважды в течение 4-х рабочих тактов. Следовательно, нагрузка на свечи и высоковольтные провода выше.

На практике, так оно и оказалось: по сравнению с системой с трамблёром катушечное зажигание на моторе 3S-FE потребовало вдвое больше внимания. Т.е., если прежде высоковольтные провода служили более 10 лет, то в паре с этим катушками их ресурс сократился до 5-6 лет. Да и сами катушки оказались не такими уж долговечными на фоне механического распределителя зажигания.

Выбрать и купить катушки зажигания для двигателя Toyota, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Особенности конструкции

ДВС 3S-FE сконструирован просто и продуманно. Блоки цилиндров выполнены из чугуна, головки блока из алюминия. Распределительных вала два. Гидрокомпенсаторов нет. Головки блока продуваются слабо, поэтому двигатель не подходит для форсированных нагрузок. Система подачи топлива инжекторная с электронным многоточечным впрыском.

Технические характеристики 3S-FE

Из недостатков мотора 3S-FE можно отметить шумную работу выхлопной системы, ощутимые шуршания шкивов и роликов. После 200 000 км проявляется хороший масляный аппетит и большой расход топлива. Двигатель завален к моторному щиту, что усложняет доступ для обслуживания.

Похожая статья Технические характеристики и отзывы двигателя 2AZ FE

Серьёзная проблема обнаружилась после модернизации 1996 года. Конструкторы снизили массу поршневой группы на 0,7 кг, оставив неизменным коленвал. В целях экономии балансировку обновлённого кривошипно-шатунного механизма не производили, что привело к появлению вибрации. Под её действием головки болтов одного из шатунов отрывает. Деталь срывается с места и пробивает блок цилиндров. Для предотвращения аварии во время ремонта поршневой группы необходимо менять шатунные болты и закручивать строго с номинальным моментом.

Пробитый блок 3S-FE

Доработки агрегата в 1996 году затронули систему зажигания. Механические трамблёры заменили на сдвоенные катушки, которые работают на 2 свечи. Это увеличило нагрузку на свечи и проводку в 2 раза.

В некоторых моделях 3S-FE установлена система рециркуляции газов EGR. Для управления использован электровакуумный клапан и вакуумный модулятор-мембрана. При разрежении газа клапан EGR открывается. После закрытия клапана EGR отработанные газы проходят через фильтр модулятора. Каждые 2 года фильтр желательно продувать с помощью сжатого воздуха.

Совершенствуя мотор, конструкторы выпустили новую версию 3S-FSE. Агрегат оснастили непосредственной системой впрыска D4, добавили мощности, но в целом попытка оказалась неудачной. Двигатель работал с перебоями из-за поломки ТНВД. Недостаточная смазка коленвала и скапливание нагара во впускном коллекторе, заставляли владельцев часто заглядывать в сервис.

Система EGR

Система EGR используется на двигателе 3S-FE с самого начала. Система работает в трех режимах, ориентируясь на температуру и нагрузку на двигатель. Рециркуляция отработавших газов отсутствует до достижения рабочей температуры, а также при полностью открытом дросселе (максимальной нагрузке). При малых нагрузках (т.е. неторопливой езде) рециркуляция газов малая. Максимальная подача отработавших газов во впуск происходит при средней нагрузке и постоянной скорости (например, при движении по шоссе).

Для гибкого управления рециркуляцией используется электровакуумный клапан. Он управляет клапаном EGR не напрямую, а через вакуумный модулятор – это по сути корпус в мембраной. Разрежение открывает клапан EGR, а давление закрывает. Т.е. по умолчанию клапан EGR закрыт.

Чаще всего в этой системе на двигателе 3S-FE выходит из строя электровакуумный клапан. Из-за этого двигатель начинает жестко работать, т.е. детонировать при средних нагрузках в диапазоне от 1500 до 2500 об/мин. Т.е. отработавшие газы не подаются во впуск, из-за чего температура сгорания топливо-воздушной смеси сильно повышается.

Электровакуумный клапан (он расположен снизу на впускном коллекторе) можно проверить на электрическое сопротивление: значения должны быть от 33 до 39 Ом.

Для проверки нужно «продуть» модулятор. На неработающем двигателе и до 2500 об/мин он продувается «насквозь», т.е. воздух будет выходить через входы P и R. При скорости двигателя более 2500 об/мин воздух не должен проходить через модулятор.

Клапан EGR проверяется на работающем двигателе. Для этого надо отсоединить трубку на клапане, вместо нее подсоединить ручной вакуумный насос и создать разряжение. Если по мере роста разряжения на входе Q двигатель начнет нестабильно работать и даже заглохнет, то все компоненты работают исправно.

В корпусе вакуумного модулятора также есть фильтр, через проходят и который «очищаются» крохотные порции отработавших газов, попадающие к нему по трубке в момент закрытия клапана EGR. Этот фильтр нужно чистить раз в пару лет, для чистки годится просто сжатый воздух.

Форсунки

Засорившиеся топливные форсунки являются причиной неуверенного запуска двигателя 3S-FE на холодную или горячую. Их замена решает проблемы с запуском.

Выбрать и купить бензиновые форсунки и топливную рампу для двигателя Toyota, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Конструкция и технические данные

Двигатель 3S-FE никогда не выделялся среди остальных агрегатов концерна чем-то слишком выдающимся. Глядя в историю агрегата, мы можем сказать, что особенностью мотора до 1996 года была отличная надежность, продуманность конструкции и способность к восстановлению. Характеристики разрабатывались для двигателя 3S-FE исходя из средних показателей по другим агрегатам:

Объем2 литра с системой Twin Camshaft
Мощность128 лошадиных сил или 94 кВт при 5600 оборотах
Крутящий момент179 Н*м при 4400 оборотов
Система электронного впрыска топлива

Сравнительно небольшая мощность при достойном объеме стала причиной большого ресурса двигателя Toyota 3S-FE. Отсутствие сложных систем и большого количество электронных механизмов также способствовало простой и успешной эксплуатации агрегата.

Вентиляция картера

Система вентиляция картера двигателя 3S-FE не слишком усердно отсеивает пары масла от газов. Поэтому пары масла оседают во впускном коллекторе и на дроссельной заслонке. Для улавливания паров масла некоторые владельцы устанавливают внешний маслоотделитель, или даже 2 маслоотделителя.

Штатный маслоотделитель в виде лабиринта находится в клапанной крышке. Картерные газы из него отправляются во впуск по двум каналам – до и после дроссельной заслонки. При обильных отложениях в лабиринте отсеивание масла практически прекращается, поэтому у двигателя появляется масляный аппетит: т.е. он «употребляет» масляные пары, попадающие во впускной коллектор. Также не лишним будет проверить обратный клапан в трубке, подающей газы позади дроссельной заслонки. Возможно, он нуждается в чистке, а лучше – в замене.

Устройство двигателя 3S-FE

Двигатель 3S-FE состоит из механической части и набора систем: смазки, охлаждения, впрыска, запуска и зарядки. В устройстве 3S-FE использованы самые простые и понятные механизмы. Из электроники двигатель 3S-FE содержит систему многоточечного впрыска EFI и систему управления ECU.

Система охлаждения

ДВС оснащён принудительной системой охлаждения. В качестве охлаждающей жидкости (ОЖ) применяется тосол или антифриз. По регламенту менять жидкость положено через 40 000 км. Объём заправки зависит от модели автомобиля и составляет 5,9 — 7,6 л.

Система охлаждения

Циркуляцию ОЖ обеспечивает насос. Он расположен на блоке цилиндров и приводится от ремня ГРМ. Электровентилятор направляет нагретую ОЖ к радиатору, где и происходит сброс избыточного тепла.

В двигателе присутствуют 2 датчика температуры ОЖ. Один направляет данные в ECU, другой — на приборную панель. Для быстрого прогрева ОЖ зимой в систему встроен термостат, который закрывает большой круг циркуляции до нагрева ОЖ до 80℃.

Газораспределительный механизм

Двигатель 3S-FE имеет ГРМ, построенный по схеме DOHC с двумя распредвалами кулачкового типа. Валы соединены между собой посредством зубчатых колёс. Впускной распредвал ГРМ приводится в движение ременной передачей, выпускной — зубчатой передачей.

ГБЦ 3S-Fe

Из-за отсутствия гидрокомпенсаторов необходимо проверять зазоры в приводе клапанов через 20 000 км. Регулировку выполняют подбором регулировочных шайб, установленных на тарельчатые толкатели. Толщина шайбы варьируется от 2,5 до 3,3 мм, что позволяет подобрать аналоги подешевле оригинала.

Ремень ГРМ приводит помпу и масляный насос, испытывая сильные перегрузки. Обрыв ремня не причиняет серьёзного ущерба двигателю: поршни и клапаны в 3S-FE не сталкиваются. По регламенту ремень положено менять через 100 тыс. км. Водители часто делают это самостоятельно.

Устройство двигателя 3S-FE

Система впрыска

Электронная система впрыска топлива состоит из топливной системы, подачи воздуха и электронного управления. Топливо подаётся к каждой форсунке под давлением, рассчитанным регулятором давления. После получения сигнала от ECU топливо впрыскивается во впускной коллектор. Избыток горючего возвращается в бак через трубку возврата.

Форсунки 3S FE

Количество подаваемого воздуха зависит от степени открытия дроссельной заслонки и частоты вращения коленвала. Воздух поступает в верхнюю часть впускного коллектора и распределяется по цилиндрам. Даже если дроссель будет закрыт, воздушная смесь поступит через клапан системы холостого хода.

Система смазки

В двигателе Toyota 3S-FE система смазки комбинированная. Для трущихся деталей масло подаётся маслонасосом шестерёнчатого типа с внутренними зубьями. В менее нагруженные узлы смазка разбрызгивается через масляные форсунки.

Похожая статья Устройство и ресурс 8 и 16 клапанных двигателей Лада Гранта

3S-FE система смазки

Электроснабжение и запуск мотора

В двигателе 3S-FE реализована стартерная система пуска. При повороте ключа в замке зажигания электрическая цепь замыкается. ECU опрашивает датчики, проверяет исправность цепи. Включается бензонасос.

3S-FE стартерная система пуска.

На следующем повороте ключа аккумуляторная батарея подаёт пусковой ток на тяговое реле. В реле создаётся мощность 1,0 — 1,2 кВт, которая раскручивает стартер. Крутящий момент стартера передаётся на маховик коленчатого вала, и раскручивает вал до тех пор, пока двигатель не разгонится до устойчивых оборотов.

Основным источником питания двигателя является генератор тока на 80А.

Масло в свечных колодцах

Бывают случаи попадания масла в свечные колодцы. При этом возникают пропуски зажигания, т.е. двигатель нестабильно работает, едва не глохнет на холостом ходу и сильно теряет в мощности. При выкручивании свечей обнаруживается, что они залиты маслом.

Масло попадает в колодцы через их нижнюю резьбу. Колодцы свечей на двигателе 3S, как и на многих бензиновых моторах, представляют собой трубки, вкрученные в ГБЦ над свечным каналом.

Для борьбы с попаданием масла необходимо выкрутить трубки и посадить их на новый резьбовой герметик.

Выбрать и купить ГБЦ для двигателя Toyota, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Список автомобилей Toyota, на которые устанавливаются данные двигатели

Двигатель ЗС-Е устанавливался на модели:

  1. Caldina CT216 с августа 1997 года;
  2. Corolla СЕ101,102,107 с апреля 1998 года по август 2000 года;
  3. Corolla/Sprinter CE113,116 с апреля 1998 года по август 2000 года;
  4. Sprinter CE102,105,107 с апреля 1998 года;
  5. Lite/Town -Асе СМ70,75,85 с июня 1999 года;
  6. Lite/Town — Асе CR42.52 с декабря 1998 года.

Двигатель ЗС-Т устанавливался на модели:

  1. Camry/Vista CV40 с июня 1994 года по июнь 1996 года;
  2. Lite/Town — Асе CR22,29,31,38 с сентября 1993 года по октябрь 1996 года;
  3. Lite/Town — Асе CR40;50 с октября 1996 года по декабрь 1998 года;
  4. Estima Emina/Lucida CXR10,11,20,21 с января 1992 года по август 1993 года.

Двигатель ЗС-ТЕ устанавливался на модели:

  1. Caldina CT216 с августа 1997 года;
  2. Carina CT211,216,211 с августа 1998 года;
  3. Corona CT211,216 с декабря 1997 года;
  4. Gaia СХМ10 с мая 1998 годя;
  5. Estima Emina/Lucida CXR10,11,20,21 …. с августа 1993 года по август 1999 года;
  6. Lite/Town — Асе CR40,50 с декабря 1998 года;
  7. Ipsum СХМ10 с сентября 1997 года.

Регулировка клапанов

Регулировка тепловых зазоров клапанов производится подбором шайб, устанавливаемых на тарельчатые толкатели. Каждая оригинальная шайба стоит около 9 долларов. Но сегодня на рынке хватает заменителей. Кроме того, сюда подходят шайбы от многих других двигателей, в т.ч. от лицензионных агрегатов Geely. Диаметр таких шайб очень распространенный – 28 мм.

К регулировке тепловых зазоров владельцы приходят при появлении характерного цоканья клапанов при работе двигателя.

Шатунно-поршневая группа

С конца 1996 года двигатели 3S-FE выпускались с облегченными поршнями и шатунами. Шатунно-поршневая группа сбросила порядка 740 грамм. А коленвал остался прежним, т.е. балансировку кривошипно-шатунного механизма они не пересматривали.

Шатуны образца 96-го тоньше, а поршни облегчены за счет придания им Т-образного профиля. Также можем обратить внимание на запрессованные, а не плавающие, поршневые пальцы и вдвое уменьшившееся количество отверстий для слива масла из канавок маслосъемных колец.

Также была уменьшена высота колец. Компрессионные кольца уменьшились с 1,5 до 1,2 мм, а маслосъемные с 4 до 3 мм. Хотя до современного «таблеточного» профиля поршням мотора 3S-FE образца 96 года еще очень далеко.

В целом не будем сильно критиковать конструкцию этих поршней. На практике они серьезных проблем не создают. Но их маслосъемные кольца более чувствительны к закоксовыванию. Бывает, приходит заливать в цилиндры раскоксовку, и это помогает.

Описание мотора 3S FE

С появлением распределенного электронного впрыска был разработан вариант инжекторного мотора 3S FE. Конструкция двигателя 3S была настолько надежна, что его модификация устанавливалась «на все, что ездит», то есть практически все модели Тойота 1997 – 2001 гг. выпусков.

По умолчанию S3 и все его модификации относятся к движкам-«милионникам» с соответствующим ресурсом пробега.

Расшифровка маркировки

В РФ обозначения моторов регламентируются отечественным стандартом ГОСТ Р53638. У западных и азиатских производителей используется собственная маркировка, причем наиболее информативна она у Нисан и Тойота, поэтому японский двигатель 3S FE DOHC16V 2,0 расшифровывается следующим образом:

  • 3 – конструктивное решение ДВС, в данном случае объем около 2 л;
  • S – серия движков с рядным расположением цилиндров и множественным впрыском топлива;
  • F – 4 клапана на каждом цилиндре;
  • E – система впрыска EFI (электронного типа);
  • DOHC – два распределительных вала в качестве привода, одному из них вращение передается с коленвала ремнем ГРМ, второму шестерней от предыдущего распредвала;
  • 16 V – гидравлическая компенсация зазора;
  • 2,0 – объем ДВС.

Серия с одним буквенным индексом после первой цифры указывает, что ДВС разработан до 1990 года. Основными конструктивными особенностями ДВС этого типа являются:

  • помпа закреплена на блоке цилиндров болтами, получает вращение путем ременной передачи;
  • осевой люфт чугунного коленвала регулируется упорными полукруглыми шайбами внутри коренного подшипника (среднего), порядок регулировки содержит официальный мануал;
  • система проектировалась до 1990 года, то есть по старым нормативам безопасности, может эксплуатироваться на бензине АИ-92;
  • изначально изготовителем рекомендовано применение масла 5W50, после 1996 года с конвейера завода автомобили Toyota сходили уже со смазкой 5W30;
  • схема клапанных приводов недоработана конструкторами изначально, для регулировки параметров зазоров придется вытащить валы, сбивая настройки фаз, подобрать шайбы по толщине, собрать узлы в обратном порядке;
  • впускной коллектор демонтировать отдельно от головки ГБЦ невозможно физически;
  • выпускной коллектор защищен термоэкраном

В остальном устройство мотора 3S-FE достаточно надежное, он считается более экономичным в сравнении с прежним карбюраторным двигателем 3S.

Шатунные болты

Номера шатунных болтов двигателя 3S-FE не менялись с 1994 года. Но с 1996 года по 2001 год на эти двигатели попали недостаточно прочные шатунные болты. Они отрывались по шляпкам. Это происходило как при повторной затяжке, так и в процессе эксплуатации. Как правило после ремонта, связанного со снятием и установкой крышек шатунов на старые болты. Сейчас уже известно, что японцы меняли шатунные болты на прочные по отзывной кампании. В общем, при снятии и установке шатунных крышек на двигателе 3S-FE крайне рекомендуется полная замена шатунных болтов.

Выбрать и купить двигатель для Toyota RAV4, Toyota Avensis или Toyota Auris, Toyota Yaris вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.

Здесь по ссылкам вы можете посмотреть наличие на авторазборке конкретных автомобилей Toyota заказать с них автозапчасти.

Регламент тех обслуживания

Двигатели 3S-FE после 1996 года выпуска не ремонтируются, они одноразовые, но с большим ресурсом. Поэтому, новые моторы серии S Toyota, то есть, после 96 года, следует обслуживать во время, качественно и используя качественные расходники.

Таблица о расходных материалах для своевременной замены:

ДеталиВремя или пробег (что наступает раньше)
Ремень ГРМзамена через 100 000 км пробега
Аккумуляторная батарея1 год или 20 000 км пробега
Клапанные зазоры2 года или 20 000 км пробега
Вентиляция картера2 года или 20 000 км пробега
Ремни, приводящие в действие навесное оборудование2 года или 20 000 км пробега
Топливные шланги и крышка бака2 года или 40 000 км пробега
Масло моторное1 год или 10000
Фильтр масляный1год/10000
Фильтр воздушный1 – 2 года/40000
Фильтр топливный4 года/40000
Фитинги и шланги обогрева/охлаждения2 года/40000
Жидкость охлаждающая2 года/40000
Датчик кислородный100000
Свеча зажигания1 – 2 года/20000
Коллектор выпускной1 год

Не лишним будет использовать для каждой модели автомобиля, свое руководство. Для каждой модели свои нормы и время замены.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: