Двигатель 3s-fe: характеристики и на какие авто ставился

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Плюсы и минусы

Эксплуатационные характеристики двигателя оценены пользователями на +5 баллов. Основными преимуществами являются:

• поршни не могут погнуть клапаны;
• низкий расход бензина АИ-92;
• капитальный ремонт выполняется в условиях гаража своими силами;
• ресурс превышает 300 000 км пробега.

Недостатками являются:

• многообразие поколений, в запчастях которых можно запутаться;
• на поздних версиях стоит EGR клапан, который или закоксовывается, или заклинивает;
• на ранних модификациях без гидрокомпенсаторов регулировочные шайбы находятся под толкателями, что осложняет регулировку тепловых зазоров клапанов.

Клапан EGR

Характеристики двигателей Тойота серии 3S

Характеристики 3S-FE

Преимущества и важные достоинства 3S-GTE

Очень часто данный мотор путают с вариантом GE без турбины. У моторов похожая конструкция, но она значительно отличается в плане достоинств и недостатков. В турбированной версии несколько переделана головка блока цилиндров, есть конструктивные изменения в форсунках, системе смазки. Усовершенствована система охлаждения, радиаторы более эффективно выполняют поставленные задачи.

Также стоит выделить следующие преимущества ДВС:

• разработка специально для спортивных версий автомобилей, только лучшие технологии своего времени;
• целых 4 генерации, что доказывает отличные качества мотора, иначе бы более 5 лет он не выпускался;
• небольшой размер и очень высокий потенциал мощности с возможностью дальнейшего ее увеличения;
• с помощью правильной распиновки и некоторой доработки системы впрыска можно провести отличный тюнинг;
• для более изысканного тюнинга меняют шатуны и поршни, дорабатывают коллектор и вносят десятки других изменений.

Силовой агрегат позволяет тюнинг Stage 3, когда меняется практически вся начинка, включая коленвал, системы впуска и выпуска. Выгоды и в том, что при таких переделках не сильно страдает ресурс агрегата. При износе основных узлов без труда можно выполнить ремонт, что выгодно отличает агрегат от современных последователей. Технологии классические, известные и не вызывают значительных проблем.

Тюнинг двигателя 3S-FE

Представленные выше технические характеристики наглядно доказывают, что двигатель является дефорсированным. Его создавали для повышенной стабильной тяги на низких оборотах и экономии горючего. Чтобы произвести тюнинг и увеличить мощность ДВС, придется выполнить комплекс работ:

• монтаж спортивного распредвала и облегченных поршней;
• замена штатных коллекторов впуск/выпуск;
• установка более производительного бензонасоса и форсунок;

Изначально следует четко понимать, что форсировка ДВС – это неизбежное увеличение расхода бензина. Чтобы увеличился крутящий момент и мощность привода машины, должно сгореть больше горючего, из которого та мощность и вырабатывается.

Таким образом, в двигателе 3S-FE реализован распределенный, управляемый электроникой впрыск топлива и дублирование катушки зажигания. Несмотря на то, что последний мотор был установлен на Тойоту в 2001 году, эксплуатируются эти машины до сих пор.

Японские автопроизводители всегда славились своими надежными и экономичными двигателями. Моторы, выпущенные несколько десятков лет назад, и сегодня с успехом эксплуатируются, радуя автовладельцев надежностью и отличными техническими характеристиками. Большой популярностью пользуется четырехцилиндровый бензиновый двигатель 3S FE от компании Toyota.

Этот двухлитровый инжекторный двигатель появился в 1986 году и с минимальными изменениями продержался на конвейере до 2000 года.

Достоинства и недостатки

С момента выпуска силовой установки, мотор использовался на различной технике. Популярность обусловлена преимуществами характеристик и простотой, а так же степенью надёжности составных частей механизма.

Преимущества:

• Наличие выточки в поршнях под клапана, что исключает встречу деталей при обрыве ремня;
• Двигатель не требователен к горючему, работает на бензине АИ-92, АИ-95;
• Капитальный ремонт двигателя по желанию выполняется самостоятельно;
• Ресурс двигателя превышает 300000 километров.

Недостатки:

• Много поколений двигателя, сложность подбора необходимых запасных частей;
• Применение EGR клапана на поздних моделях двигателя, деталь часто загрязняется и заклинивает;
• Сложность регулировки клапанов на моделях без изменения фаз распределения газа.

Неисправности мотора

Самой проблемной версией данной линейки является BEAMS 3S-GE.  В нем устанавливались система распределения газов под названием VVT-i а также Dual VVT-i. В нашу страну официально поставлялось только четвертое поколение, поскольку производство пятого осуществлялось только для японского рынка.

Благодаря высокому качеству топлива, продаваемого в Америке и Японии, новая газораспределительная система функционирует очень хорошо, способствуя увеличению срока службы, системы питания мотора.  Двигатель 3S-GE Yamaha требует использования 98 бензина. Заправка в незнакомом месте, может привести двигатель в негодность.

Симптомы неисправности двигателя, по причине некачественного топлива:

• двигатель глохнет в пути;
• не производится пуск агрегата;
• в работе наблюдаются перебои и провалы;
• при нажатии педали газа отсутствует реакция силовой установки.

Особенности конструкции

Изначально модифицированный разработчиками Toyota двигатель 3S GE имеет особенности архитектуры:

• чугунные гильзы в чугунном блоке цилиндров;
• дюралевая головка блока цилиндров и впускной коллектор;
• стальной трубчатый выпускной коллектор;
• несколько вариантов распредвалов с не одинаковым подъемом кулачков и фазами открытия;
• высокоресурсное навесное оборудование, приводимое в действие общим ремнем;
• отдельный ремень ГРМ на оба распредвала сразу;
• система регулировки фаз VVTi, а затем и Dual VVTi;
• впускной коллектор T-VIS, затем ACIS с регулировкой объемов воздуха.

Выпускной коллекторDual VVTi

Описание

Модификация 3S FE стала одной из первых у Toyota с непосредственной системой впрыска топлива. Использование инжектора позволило значительно улучшить мощностные характеристики нового мотора, улучшилась его работа на холостых оборотах, также в сравнении с карбюраторной версией этого двигателя существенно сократился расход топлива.

Сам мотор Toyota 3S FE является фактически усовершенствованной версией 3S, поэтому он сохранил легендарную надежность и относительную простоту конструкции.

• Рядная чугунная четверка отличалась повышенной устойчивостью к перегреву, а простота ее конструкции позволяла выполнять сервисные работы самому автовладельцу. Ремонт также не представлял сложности, поэтому его можно было провести в большинстве автомастерских.
• Ресурс двигателя 3S установлен на 300 тысяч километров пробега, но не редкость экземпляры автомобилей, которые смогли пройти более миллиона километров без проведенного капитального ремонта мотора.
• Особенностью этого силового агрегата является наличие двух катушек зажигания, что повышает качество воспламеняемости топливно-воздушной смеси. Двигатель 3S уверенно работает на 92 и 95 бензине. В зависимости от своей версии показатель мощности может колебаться от 115 до 130 лошадиных сил. Максимальный крутящий момент мотор показывает уже с самых низов, поэтому недостатка тяги автовладельцы не испытывали.
• Необходимо отметить и великолепные показатели экономичности этого мотора. При установке его на седан Toyota Camry автомобиль потреблял около 10 литров топлива в смешанном цикле, что является отличным показателем для тяжелого полноразмерного седана и двухлитрового двигателя. Необходимо сказать, что оптимальные топливно-экономичные и динамические показатели этот мотор показывает именно на 95 бензине.

• Одной из особенностей 16 клапанного двигателя 3S является использование специального механизма газораспределения, который состоит из двух небольших распредвалов, приводимых в действие ремнем, а не цепью, как на большинстве моделей двигателей Тойота.
• Комбинированная система смазки одновременно разбрызгивает масло и смазывает движущиеся элементы под большим давлением, что и позволяет обеспечить надежную и долговечную работу подвижных элементов мотора.
• Двигатель 3S использует полностью электронную систему зажигания, которая обеспечивает оптимальную тягу в максимально широком диапазоне оборотов.
• Двигатель 3S отличается топливной экономичностью, вне зависимости от октанового числа используемого топлива. Также отметим использование принудительной жидкостной системы охлаждения, которая отличается надежностью и позволяет избежать перегрева силового агрегата даже в условиях повышенных нагрузок на мотор.

НЕДОСТАТКИ

• Несмотря на все свои преимущества, в том числе непревзойденную надежность и долговечность, этот мотор имел один существенный недостаток – повышенную шумность. Такой повышенный шум был обусловлен конструктивными особенностями базового силового агрегата. В 1996 году была проведена модернизация мотора, которая позволила существенно снизить показатели шумности этого двигателя.
• В то же время появились проблемы с перегруженным ремнем ГРМ, который менять специалисты рекомендовали каждые 40-50 тысяч километров пробега.

Модификации двигателя Toyota 3S

1. 3S-FC — карбюраторная вариация двигателя, ставилась на дешевых версиях автомобилей Camry V20 и Holden Apollo. Степень сжатия 9.8, мощность 111 л. с. Двигатель производился с 1986 по 1991 годы, встречается редко.

2. 3S-FE — инжекторная версия и основной двигатель серии 3S. Использовались две катушки зажигания, есть возможность заливать 92-й бензин, но лучше 95. Степень сжатия 9.8, мощность от 115 л. с. до 130 л. с. в зависимости от модели и прошивки. Мотор устанавливался с 1986 по 2000 год, на все, что ездит.

3. 3S-FSE (D4) — первый тойотовский двигатель с непосредственным впрыском топлива. Имеется система изменения фаз газораспределения VVTi на впускном валу, впускной коллектор с регулируемым поперечным сечением каналов, поршни с выемкой для направления смеси, изменённые форсунки и свечи, электронная дроссельная заслонка, клапан EGR для повторного дожига отработанных газов. Степень сжатия 9.8, мощность 150 л. с. Несмотря на общую технологичность, данный мотор заслужил репутацию постоянно ломающегося и вечно проблемного движка, поломки ТНВД, EGR, проблемы с изменяемым впускным коллектором, который, время от времени, требует чистки, проблемы с катализатором, постоянно нужно следить и чистить форсунки, следить за состоянием свечей и т. д. Двигатель 3S-FSE устанавливался с 1997 года по 2003 год, когда был вытеснен новым 1AZ-FSE.

4. 3S-GE — усовершенствованная версия 3S-FE. Использовалась изменённая ГБЦ (разработана при участии специалистов из Yamaha), на поршнях GE имеются цековки и в отличие от большинства моторов, здесь обрыв ремня ГРМ не ведет ко встрече поршней и клапанов, отсутствовал клапан EGR. За все время выпуска, мотор 5 раз подвергался изменениям:

4.1 3S-GE Gen 1 — первая генерация, выпускалась до 89 года, степень сжатия 9.2, слабая версия развивала 135 л. с., более мощная, оснащенная регулируемым впускным коллектором T-VIS, до 160 л. с.

4.2 3S-GE Gen 2 — вторая версия GE мотора, выпускалась до 93 года, в ней регулируемый впускной коллектор T-VIS был заменен на ACIS. Валы фаза 244, подъём 8.5, степень сжатия 10, мощность подросла до 165 л. с.

4.3 3S-GE Gen 3 — третий вариант мотора, находился в производстве до 99 года, изменились распредвалы: для АКПП фаза 240/240 подъём 8.7/8.2, для МКПП фаза 254/240, подъём 9.8/8.2. Степень сжатия выросла до 10.3, мощность японской версии 180 л. с., экспортной 170 л. с.

4.4 3S-GE Gen 4 BEAMS/Red Top — четвёртое поколение, производившееся в 1997 году. Добавилась система изменения фаз газораспределения VVTi, увеличились впускные (с 33.5 до 34.5 мм) и выпускные каналы (с 29 до 29.5 мм), изменились распредвалы, теперь это 248/248 с подъёмом 8.56/8.31, степень сжатия 11.1, мощность достигла 200 л. с., на АКПП 190 л. с.

4.5 3S-GE Gen 5 — пятое, последнее поколение GE. Система изменения фаз газораспределения Dual VVT-i теперь на обоих валах, впускные и выпускные каналы как на Gen 1-3. Мощность 200 л. с.

Версия для МКПП имела широкие распредвалы, титановые клапаны, степень сжатия 11.5, увеличенные впускные (с 33.5 до 35 мм) и выпускные клапаны (с 29 до 29.5 мм). Мощность 210 л. с.

5. 3S-GTE. Параллельно с серией GE, производилась их турбо модификация — GTE.

5.1 3S-GTE Gen 1 — первая версия, выпускалась до 89 года. Представляет собой разжатый 3S-GE Gen1 до СЖ 8.5, с регулируемым впускным коллектором T-VIS, и установленной на него турбиной CT26. Мощность 185 л. с.

5.2 3S-GTE Gen 2 — вторая версия, валы фаза 236, подъём 8.2, турбина CT26 с двойным корпусом, степень сжатия 8.8, мощность 220 л.с и производился мотор до 93 года.

5.3 3S-GTE Gen 3 -третья версия, поменяли турбину на CT20b, выбросили коллектор T-VIS, распредвалы 240/236, подъём 8.7/8.2, СЖ 8.5, мощность 245 л. с. Производился до 99 года.

5.4 3S-GTE Gen 4 — предпоследняя версия GTE движка. Изменён принцип забора выхлопных газов, заменены распредвалы на 248/246 с подъёмом 8.75/8.65, повышена степень сжатия до 9, мощность 260 л. с.

Плюсы и минусы

Эксплуатационные характеристики двигателя оценены пользователями на +5 баллов. Основными преимуществами являются:

• поршни не могут погнуть клапаны;
• низкий расход бензина АИ-92;
• капитальный ремонт выполняется в условиях гаража своими силами;
• ресурс превышает 300 000 км пробега.

Недостатками являются:

• многообразие поколений, в запчастях которых можно запутаться;
• на поздних версиях стоит EGR клапан, который или закоксовывается, или заклинивает;
• на ранних модификациях без гидрокомпенсаторов регулировочные шайбы находятся под толкателями, что осложняет регулировку тепловых зазоров клапанов.

Клапан EGR

Тюнинг 3S-FE

Как и большинство силовых агрегатов других мировых производителей, двигатель 3-С-ФЕ можно тюнинговать. Вкратце перечислим, что придется доработать, чтобы повысить мощность движка:

1. Заменить распредвалы на спортивные варианты.
2. Заменить поршни на более легкие по весу.
3. Заменить на более производительные форсунки и бензонасос на более мощный.

Форсированный мотор «жрет» много бензина. Для того, чтобы выдавалась увеличенная мощность, устройству требуется сжигать намного больше топлива.

Последний год, когда с завода в Японии шли машины с двигателями 3S-FE, был 2001. Но, эти автомашины Тойота разных моделей успешно эксплуатируются до сих пор.

Тюнинг двигателя Toyota 3S-FE/3S-FSE/3S-GE/3S-GTE

Чип-тюнинг. Атмо

Тойотовские двигатели 3S-GE и 3S-GTE отлично приспособлены к доработкам, подтверждением тому выступают ле-мановские моторы 3S-GT мощностью под 700 л.с., более простые 3S-FE/3S-FSE дорабатывать смысла нет, для повышения их отдачи придется заменить все, что только можно, возросшую нагрузку стоковый FE не выдержит, а учитывая возраст, тюнинг закончится капремонтом. Проще и дешевле заменить 3S-FE на 3S-GE/GTE. Что по поводу GE, они и без нас с вами неплохо отжаты, чтоб двинуться дальше нужно ставить легкую кованую ШПГ, облегченный коленвал, все должно быть отбалансировано. Шлифуем ГБЦ, впускные выпускные каналы, доводим камеры сгорания, клапаны с титановыми тарелками, распредвалы с фазой 272, подъем 10.2 мм, выхлоп прямоточный на 63мм трубе, с пауком 4-2-1, Apexi S-AFC II. В сумме это даст до 25% прибавки л.с. и ваш 3S будет крутится за 8000 об/мин. Для дальнейших движений, нужно ставить валы с фазой за 300 и максимальным подъемом, разрезные шестерни, отключать VVTi, 4-х дроссельный впуск (от TRD например) и крутить за 9000 об/мин пока не развалится.

Турбина на 3S-GE/3S-GTE

Для беспроблемной эксплуатации GTE версии, просто делаем чип, получаем свои +30-40 л.с. и никаких вопросов. Чтоб получить серьезную мощность нужно убирать стандартную турбину, искать турбо кит с интеркулером под требуемую мощность (наиболее сбалансированный вариант это Garrett GT28) и в зависимости от этого выбирать более мощные форсунки (от 630сс), низ кованый (желательно), валы фаза 268, бензонасос от супры, выхлоп прямоток на 76 трубе, настройка AEM EMS. Конфиг покажет около 350 л.с. Дальнейшее повышение мощность возможно с использованием кита на базе Garrett GT30 или GT35, с усиленным низом, ездить будет быстро, громко, но не долго.

РЕЙТИНГ ДВИГАТЕЛЯ: 4

<<�НАЗАД

Обзор неисправностей и способы их ремонта

Даже при обрыве ремня ГРМ мотор 3S GE никогда не гнет клапана, так как в днище поршней имеются 4 цековки безопасности. Основными поломками серии 3S в исполнении GE являются:

Форсировать двигатель 3S GE без потери эксплуатационного ресурса поможет механический тюнинг:

• замена распредвалов – демонтируются штатные изделия, устанавливаются «злые» модификации с подъемом кулачков 10,2 мм фазами 272 градуса;
• доработка выпускного тракта – паук и прямоточный выхлоп диаметром 63 мм;
• облегчение конструкции – кованые поршни, облегченный коленвал и шатуны;
• модернизация впускного тракта – шлифовка каналов, фильтр нулевого сопротивления;
• доводка ГБЦ – шлифовка каналов.

Тюнинг 3S GE

Таким образом, мотор 3S GE имеет развитие в 5 поколениях, последнее из которых разработано только для внутреннего японского рынка. Двигатель считается высокоресурсным, беспроблемным и абсолютно ремонтопригодным.

Достоинства и недостатки

Конструкция силового агрегата имеет следующие достоинства:

• Простота конструкции. Обслуживать и устранять мелкие неисправности может человек, имеющий минимальные технические знания. Для мелкого ремонта не требуется специализированное оборудование;
• Устойчивость к нагрузкам. Чугунный блок и жидкостная система охлаждения позволяют использовать мотор при различной температуре окружающей среды;
• Большой моторесурс. Использование силового агрегата без ремонта превышает показатели, заявленные заводом изготовителем;

• Высокая мощность. В зависимости от модификации максимальная мощность двигателя от 110 до 130 л.с. Этого с запасом хватает для целевого использования легкового транспортного средства;
• Экономичность. Мотор потребляет 9.5 л бензина. На автомобиле Карина и других моделях при спокойной езде этот показатель снижается;

Мотор 3s fe имеет некоторые недостатки:

• Сложная конструкция регулировки клапанов. Для регулировки клапанного двигателя Toyota необходимо осуществлять подбор шайб соответствующего размера;
• Неудобное расположение номера силовой установки. Номер двигателя 3s fe расположен на задней части силового агрегата в месте крепления коробки переключения передач. Для просмотра числовых комбинаций необходимо использовать специализированные приспособления;
• Высокая нагрузка на ремень привода газораспределительного механизма. Из-за высокой нагрузки необходимо менять ремень чаще, чем заявлено производителем.