Двигатель 3s fe: технические характеристики. устройство и тюнинг мотора

Технические характеристики двигателя 3s fe

За время производства силовая установка получила несколько модификаций – 3s – FE/FSE/GE/GTE.  В зависимости от модификации технические характеристики отличаются.

• Тип силового агрегата – четырёхтактный бензиновый;
• Количество рабочих цилиндров – 4;
• Расположение рабочих цилиндров – рядное вертикальное;
• Количество клапанов на один рабочий цилиндр – два впускных и два выпускных;
• Газораспределительный механизм – два распределительных вала, установленных в верхней части силовой установки;
• Общий объём рабочих цилиндров – 1998см3;
• Масса снаряженного двигателя – 140 кг;
• Сжатие – 9.8;
• Топливная система – распределенный впрыск топлива.  Мотор 3S GE имеет карбюраторную топливную систему;
• Управление топливной системой – электронное;
• Блок цилиндров – чугунный;
• Диаметр рабочего цилиндра – от 86 до 86.03 миллиметра;
• Ход поршня от нижней до верхней мертвой точки – 86 мм;
• Рабочая температура силового агрегата – 95о;
• Соответствие экологическим стандартам – Евро 4;
• Средний расход топлива на 100 км – 9.5 литра;
• Используемое топливо – бензин АИ-95, АИ-92;
• Ресурс двигателя 3s fe – 300000 км;
• Система охлаждения – жидкостная принудительного типа.

Неисправности: диагностика и ремонт

Конструкция мотора рассчитана на пробег не менее 300 тыс. км. Однако существуют образцы с пробегом более 600 тыс. км без капитального ремонта. При этом двигатель не относится к категории надежных силовых агрегатов.

Распространенные поломки двигателей:

1. Проблемным местом на ранних сериях двигателя 3S-FSE является механический насос. Согласно заводской инструкции, узел имеет ресурс работы 100 тыс. км, после чего производится замена ТНВД. Проверка состояния насоса проводится по показаниям датчика давления. Для этого требуется подключить мультиметр к выходам датчика или колодке контроллера двигателя. Нормативное напряжение лежит в диапазоне 2,0-3,7В. При падении значения ниже 1,3В на холостом ходу происходит остановка мотора (с фиксацией ошибки Р0191).
2. Привод насоса выполнен от распределительного вала, полость с топливом отделена от картера двигателя тонким уплотнительным кольцом. Вышедший из строя сальник насоса пропускает бензин в двигатель. Зафиксировать попадание топлива можно при помощи газоанализатора, чувствительный элемент размещается в горловине для заливки масла. Допустимое значение углеводородов СН составляет 200-250 ед.
3. При работе двигателя с протекающим сальником насоса наблюдаются скачки оборотов холостого хода и внезапные остановки при перегазовке. Это связано с попаданием паров бензина через систему рециркуляции во впускной коллектор, что вызывает излишнее обогащение смеси. Электроника фиксирует проблему и пытается уменьшить подачу топлива. Из-за этого и возникают сбои в работе.
4. Большой расход топлива является следствием загрязнения форсунок, клапана холостого хода и элементов дроссельной заслонки. После проведения чистки расход возвращается к нормативным значениям. В конструкции дроссельного узла имеется датчик ТРС, определяющий положение заслонки. Часто при разборке узла нарушается угол установки детали, что приводит к нестабильной работе двигателя и повреждению приводов. В этом случае приходится выполнять замену ТРС или дросселя в сборе.
5. При использовании некачественного бензина и изношенной поршневой группе происходит засорение напорного клапана системы рециркуляции отработавших газов. Ремонт заключается в промывке узла или отключении.
6. Затрудненный запуск при пониженной температуре является следствием выхода из строя датчика температуры воздуха на впуске. При проведении диагностики в памяти блока управления будет ошибка с кодом Р0115.
7. Нестабильные обороты холостого хода или затрудненный набор оборотов на двигателе 3S FSE — признак загрязнения дросселя, который необходимо промыть. В отдельных случаях требуется снятие впускного коллектора и очистка внутренних полостей (в том числе регулировочных заслонок). Также причиной может стать засоренные топливный и воздушный фильтры.

Для проверки топливной системы необходимо выполнить действия:

1. Давление первого насоса при диагностике проверяется манометром. Для проведения замера давления требуется подключить прибор на рейку. После включения зажигания давление должно войти в норму (4,0-4,5 кг/см²) за 2-3 секунды.
2. Повышенное давление в рампе указывает на неисправность клапана аварийного сброса давления. В этом случае будут наблюдаться проблемы с пуском горячего двигателя. Поврежденную деталь необходимо промыть в ультразвуковой ванне или заменить.
3. Пониженное давление создает проблемы при запуске двигателя с любой температурой. При низких значениях давления топливо просто не пройдет через распылители форсунок.
4. Большое влияние на давление топлива оказывает состояние топливных фильтров, установленных в баке. При проведении замены элементов требуется провести разборку и сборку топливной кассеты, расположенной в баке. Ошибки при установке деталей приводят к прекращению подачи топлива.

Проведение компьютерной диагностики позволяет определить поврежденные компоненты электроники, наиболее часто выходящие из строя:

• датчики положения коленчатого и распределительного вала;
• измеритель массы подаваемого в цилиндры воздуха;
• лямбда-зонды;
• датчики положения педали газа и заслонки в дроссельном узле;
• клапаны управления заслонками и фазовращателем.

Регламентные работы включают в себя:

• смену моторного масла и фильтра раз в год или через 10 тыс. км;
• заливку свежей охлаждающей жидкости через 40 тыс. км пробега (либо через каждые 2 года);
• установку новых свечей зажигания — каждые 20 тыс. км (срок службы свечей с платиновым электродом составляет 80 тыс. км);
• фильтры топлива и воздуха меняются через 40 тыс. км;
• каждые 100 тыс. км необходимо проводить замену ремня ГРМ.

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.

Похожая статья Где находятся номера кузова и двигателя на ВАЗ 2110

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.

Неисправности

 1) Плавают обороты, плохая тяга, глохнет.  1.грязный дроссель, необходимо прочистить  2. грязный впускной коллектор, необходимо прочистить  3. неисправный бензонасос  4. грязный воздушный фильтр, пора его заменить  5. Со временем от некачественного топлива закаксовывается клапан EGR. Есть два способа решения прочистить, либо заглушить с последующей перепрошивкой блока.  2) Вибрации  1. износ подушки двигателя  2. не работает один цилиндр  3) Высокий расход масла  1. залегли маслосъёмные кольца  От высокого расхода масла спасет капитальный ремонт двигателя.  4) Высокий расход топлива  Необходимо прочистить дроссель, форсунки либо клапан холостого хода.  5) Высокая температура двигателя. Для решения проблемы необходимо заменить крышку радиатора.  6) ( Для 3s-fse) Глохнет, плавают обороты, дерганья, масло пахнет бензином. Все эти признаки в совокупности указывают на износ ТНВД. В такой ситуации выход один замена ТНВД. 

 Характеристики 

 Годы выпуска: 1984-2007  Материал блока цилиндров: чугун  Компановка : рядный 4-х цилиндровый  Кол-во клапанов: 4  Наличие гидрокомпенсаторов: отсутствуют  Система изменения фаз газораспределения: на некоторых модификациях присутствует VVTI на впускном валу, либо Dual VVTI на обоих валах.  Впускной коллектор с изменяемой длинной: T-VIS,ACIS  Система отключения цилиндров двигателя: отсутствует  Турбокомпрессор: CT26, CT20b  Привод ГРМ: ременной  Ход поршня: 86 мм  Диаметр цилиндра: 86 мм  Диаметр впускных/выпускных клапанов:  33,5/29 мм  34,5/29,5 мм ( 3s-ge 4-го поколения)  35/29,5 мм ( 3s-ge 5-го поколения)  Степень сжатия:  8.5 ( 3s-gte 1-го и 3-го поколения)  8.8 ( 3s-gte 2-го поколения)  9 ( 3s-gte 4-го поколения)  9.2 ( 3s-ge 1-го поколения)  9.8 ( 3s-fse, 3s-fc, 3s-fe)  10 ( 3s-ge 2-го поколения)  10.3 ( 3s-ge 3-го поколения)  11.1 ( 3s-ge 4-го поколения)  11.5 ( 3s-ge 5-го поколения)  Объем двигателя куб.см : 1998  Мощность двигателя л.с./об.мин:  111/5600 ( 3s-fc)  115/5600 |  122/5600 | ( 3s-fe)  128/6000 |  130/6000 |  140/6200 | ( 3s-ge 1-го поколения)  150/6000 | ( 3s-fse)  156/6600 ( 3s-ge 1-го поколения с впускным коллектором T-VIS)  179/7000 ( 3s-ge 3-го поколения)  185/6000 ( 3s-gte 1-го поколения)  200/7000 ( 3s-ge 4-го поколения)  212/7600 ( 3s-ge 5-го поколения)  225/6000 ( 3s-gte 2-го поколения)  245/6000 ( 3s-gte 3-го поколения)  260/6200 ( 3s-gte 4-го поколения)  Крутящий момент Нм/об.мин:  166/3200  162/4400  169/4400  178/4400  178/4400  175/4800  192/4000  186/4800  192/4800  250/3600  210/6000  210/6000  220/6400  304/3200  304/4000  324/4400  Рекомендуемое топливо: 92, 95  Экологический стандарт: евро 2  Вес двигателя: ? кг  Расход топлива, л/100 км  город: 13  трасса: 8  смешан: 9,5  Расход масла гр./1000 км: до 1000  Рекомендуемое масло в двигатель:  5W-30  5W-40  5W-50  10W-30  10W-40  10W-50  10W-60  15W-40  15W-50  20W-20  Сколько масла в двигателе :  3,9- 5,1 литров ( в зависимости от модификации)  Ресурс двигателя: 300-500 тыс.км  Стоимость двигателя : от 50 тыс.руб б/у мотор  На какие автомобили устанавливался: на большинство автомобилей Toyota 

 Регламент обслуживания 

 1) Замена моторного масла раз в 10 тыс.км. Для замены масла требуется 3,9 л ( для двигателей 3s-fe)  2) Замена воздушного и топливного фильтра требуется раз в 40 тыс.км.  3) Замена охлаждающей жидкости необходима раз в 2 года или раз 50 тыс.км пробега в зависимости от того что наступит раньше.  4) Замена ремня ГРМ требуется раз в 100 тыс.км. Затягивать с заменой не стоит т. к. как все моторы кроме 3s-ge гнут клапана. 3s-ge имеет поршни с циковками поэтому встреча поршней с клапанами проходит благополучно.  5) Отсутствие гидрокомпенсаторов принуждает к постоянной регулировке клапанов. Зазоры клапанов регулируется с помощью подбора шайб. 

 Тюнинг 

 Тюнинг стандартного двигателя 3s-fe не имеет особого смысла поскольку для увеличения мощности придется серьезно вложиться. Самый простой вариант это свап на 3s-gte. С помощью чип-тюнинга можно легко получить 30-40 л.с. Для дополнительного увеличения мощности потребуется заменить стандартный турбокомпрессор на Garrett GT28. Ещё потребуются следующие компоненты.  1) Форсунки от 600 сс  2) Бензаносос от Тойоты Супов  3) Кованый коленвал  4) Выхлоп на 76 мм  5) Валы с фазой 268  6) Настройка на ЭБУ AEM EMS  В таком случае можно рассчитывать на мощность под капотом в районе 350 л.с. 

10 тысяч км за рулем Рапида: Москва — Кавказ. Развернутый отчет об эксплуатации и путешествии

Достоинства и недостатки моторов 3E

Конструктивно 3 серия малолитражных моторов Тойота повторяет первую и вторую, отличия в рабочем объеме двигателя. Соответственно все плюсы и минусы перешли по наследству. ДВС 3E считаются самыми недолговечными из всех бензиновых двигателей Тойота. Пробег этих силовых установок до капремонта редко превышает 300 тыс. км. Турбодвигатели не ходят более 200 тыс. км. Это связано с высокой тепловой нагрузкой моторов.

Главное достоинство моторов серии 3E — простота обслуживания и неприхотливость. Карбюраторные версии нечувствительны к качеству бензина, инжекторные немного критичнее. Привлекает высокая ремонтопригодность, невысокие цены на запасные части. Силовые установки 3E избавились от самого большого недостатка предшественников — пробитой прокладки ГБЦ при малейшем перегреве двигателя. Сказанное не относится к версии 3Е-ТЕ. К существенным недостаткам можно отнести:

1. Недолговечные сальники клапанов. Это приводит к забрызгиванию свечей маслом, повышенной дымности. Сервисные службы предлагают сразу заменять родные маслосъемные колпачки более надежными, силиконовыми.
2. Чрезмерное образование нагара на впускных клапанах.
3. Залегание поршневых колец после 100 тыс. км пробега.

Все это приводит к потере мощности, неустойчивой работе ДВС, но лечится без больших затрат.

Maintenance data

Valve clearance adjustment data

Calculate the thickness of the new adjusting valve lifter so valve clearance comes within specified values.

R = Thickness of removed valve lifter
N = Thickness of new valve lifter
M = Measured valve clearance

Intake:
N = R + Exhaust:
N = R +

Valve lifters are available in 17 sizes to range from 2.50 mm (0.0984 in) to 3.30 mm (0.1298 in), in steps of 0.05 mm (0.0020 in).

Example (intake valve):
R = 2.70 mm
M = 0.50 mm
N = 2.70 + (0.50 – 0.35) = 2.85 mm, so we need a valve lifter 2.85 mm (0.1122 in).

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.

Система охлаждения

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

Привод навесного оборудования от одного ремня ГРМ

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.

Блок цилиндров мотора

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

Система смазки

Коллектор выпускной

ГТД: расшифровка и пример необходимой информации в документе

Перечень сведений, содержащихся в грузовой декларации, подразделяется на следующие основные блоки:

• Сведения о лице, перемещающем товар, отправителе.
• Наименование и координаты получателя груза.
• Название и коды страны заключения контракта – основания для перемещения груза (экспорт или импорт).
• Сведения о стране происхождения и стране назначения с кодами, принятыми Таможенным кодексом РФ.
• Условия поставки, транспортное средство на границе, валюта контракта. Эти сведения дублируются из паспорта сделки, который оформляет банк отправителя или получателя товара.
• Информация о грузе в соответствии с кодовым классификатором товаров (товарной номенклатурой ВЭД).
• Сведения о таможенных пунктах пропуска, в том числе о месте оформления декларации и месте прохождения границы.
• Данные о полученной квоте на товар (если на ввоз или вывоз товаров они имеются).
• Сведения о таможенных пошлинах и сборах, рассчитанных в зависимости от заявленной стоимости перемещаемого груза.
• Иная информация, необходимая для заполнения ГТД.

Важно! Любое расхождение между заявленными в декларации и фактическими данными повлечет задержку таможенных процедур, обернется дополнительными расходами на кругленькую сумму

Обслуживание силового агрегата

Для нормальной работы ДВС необходимо регулярно проводить техническое обслуживание. Несоблюдение этого правила может привести к ухудшению характеристик или к полному выходу из строя агрегата.

Для обслуживания необходимо:

• По преодолению 10000 км провести замену моторного масла. Подойдёт полусинтетический смазочный материал вязкостью 5w30. Одновременно с маслом следует заменить масляный фильтр;
• После 20000 км необходимо проверить тепловой зазор клапанов газораспределительного механизма. Почистить вентиляцию картера. Проверить работоспособность свечей зажигания и целостность ремней навесного оборудования;
• После преодоления автомобилем 40000 км производитель рекомендует заменить охлаждающую жидкость и воздушный фильтр. При необходимости следует промыть систему охлаждения.

Конструкция

Рядный 4-цилиндровый двигатель 3S-FSE оснащен поршневой группой с усиленной конструкцией, которая обеспечила безотказную работу при повышенной степени сжатия. В системе подачи топлива применен механический ТНВД, обеспечивающий подачу топлива под высоким давлением (по нормативам завода до 120 бар). Часть выхлопных газов (до 40% объема) отводилась через систему рециркуляции обратно в цилиндры. Такая схема работы позволила сократить количество вредных выбросов в атмосферу.

Блок цилиндров изготовлен из высокопрочного чугуна. Конструкция детали позволила выполнить зеркала цилиндров непосредственно в теле блока. Головка блока литая из алюминиевого сплава, включает в себя 2 распределительных вала. В конструкции ГРМ применена фирменная система VVTi, изменяющая фазы газораспределения вала впускных клапанов. Настройка зазоров в клапанном механизме выполняется при помощи шайб, которые устанавливаются между кулачком и толкателем.

Коленчатый вал имеет 5 опор. Спереди и сзади установлены сальники, предотвращающие течь масла. Система смазки принудительная, запас жидкости объемом 4,5 л находится в поддоне. При нормальных условиях температура масла составляет 80°С. Охлаждение принудительное, циркуляция жидкости выполняется насосом. Объем антифриза зависит от типа коробки передач, находится в пределах 5,7-5,8 л.

Впускной коллектор на двигателе 3S-FSE оснащен механизмом изменения поперечного сечения каналов, на входе установлен электронный дроссель. Регулировка каналов выполняется шаговым электродвигателем. Особенностью конструкции двигателя является корректировка соотношения количества топлива и воздуха для разных условий эксплуатации. На холостом ходу топливная смесь бедная, что способствует снижению расхода топлива и сокращению выбросов. По мере увеличения нагрузки состав смеси корректируется в сторону обогащения.

Инжектор мотора оборудован топливной рейкой и модернизированными форсунками, приспособленными для работы под высоким давлением. Система зажигания оснащена индивидуальными катушками, установленными в свечных колодцах.

Проблемы и недостатки

Несмотря на свою надежность, мотор Тойота 3S-FE, как и любой другой имел свои проблемы. Версия до 1996 года основной проблемой имела очень высокую шумность, которая доставляла водителю неприятности только в плане комфорта. Характерно для этого ДВС является загрязнение по причине используемого некачественного топлива. По этой же причине наблюдалась проблема с электронным впрыском.

В модификациях после 96-го года проблемы были связаны с конструкцией шатунов, повышенной нагрузке на ремень ГРМ и высоким расходом топлива, уменьшить который у водителей не получалось. Как уже отмечалось эта версия мотора не поддавалась ремонту и весь агрегат требовал замены.