Двигатель toyota 3s-ge (yamaha, beams): возможности и типичные проблемы

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.

Регламент обслуживания 3S GE 2,0 л

Согласно конструктивным особенностям двигатель 3S GE нуждается в замене расходных элементов в следующие сроки:

• ремень ГРМ и навесного оборудования полежит замене через 50000 км;
• тепловые зазоры клапанов регулируются после прохождения 30000 пробега;
• вентиляция картера прочищается каждые 2 года;
• замена моторного масла и фильтра масляного рекомендована через 7500 км;
• топливный фильтр следует заменить после 40000 пробега;
• фильтр воздушный подлежит ежегодной замене;
• внутри антифриза присадки теряют эффективность после 40000 км;
• ресурс свечей зажигания в системе DIS-4 составляет 20000 пробега;
• появление прогара во впускном коллекторе возможно через 60000 км.

Замена ремня ГРМ

Характеристики двигателей Тойота серии 3S

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.

Плюсы и минусы

Несомненными достоинствами моторов 4S-FE являются:

• высокий эксплуатационный ресурс от 300 тысяч км пробега;
• абсолютная ремонтопригодность за счет 3 ремонтных размеров поршней и возможности расточки цилиндра;
• отсутствие сложных механизмов;
• поршни не гнут клапаны при обрыве ГРМ ремня.

Поршни с цековкой

Минусом является частая регулировка тепловых зазоров клапанов. Оригинальное решение разработчиков по распределению зажигания, с одной стороны упрощает конструкцию – две катушки, каждая из которых подает искру на 2 цилиндра. С другой стороны появляется холостая искра на фазе выпуска отработавших газов. Увеличивается нагрузка на свечи, снижается их эксплуатационный ресурс.

В моторе использован насос высокого давления, который становится частой причиной плавающих оборотов и повышения уровня масла, если топливо попало в систему смазки.

Список моделей авто в которых устанавливался

Двигатель Тойота 3S-FE производился в Японии на заводе Kamigo Plant, а также в США на заводе Тoyota Motor Manufacturing, Kentucky, Inc. в Джорджтауне с 1986 по 2003 год. 3S-FE устанавливался на японские авто класса D, E, а также ставился на минивэны и паркетники с передним и полным приводом. Всего было выпущено более миллиона машин для японского, европейского и американского рынков.

Моторы 3S-FSE,выпущенные после 1996, года устанавливались на немногочисленные Corona Premio ST210, а также Vista V50 и Nadia SXN10.

Обслуживание

Как и любой другой мотор, двигатель Тойота 3S-FE требует своевременного обслуживания. Регламент указан производителем в руководстве по эксплуатации. Каждые 10 тыс. км пробега необходимо заменить масло в ДВС с соответствующим фильтром. По прошествии каждых 20 000 необходимо отрегулировать клапана, заменить ремни навесного оборудования, клапан EGR и свечи. С периодичностью 40 тыс. км контролируется состояние топливопровода, крышки бензобака и патрубки системы охлаждения, меняются топливный и воздушный фильтр, заменяется на новую охлаждающая жидкость. На 100 000 необходимо заменить ремень ГРМ и лямбда-зонд. А рекомендации производителя по замене аккумулятора и выпускного коллектора каждый год хоть и выглядят достаточно странно, но предполагают контроль за этими составляющими.

Toyota Celica Т200

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.

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.

Описание

Силовая установка, семейства 3S снабжена четырьмя цилиндрами, имеющими рядное расположение и объём камер 1,99 литра. Остов мотора выполнен из чугуна, головка блока цилиндров алюминиевая. Первый мотор серии выпускался с карбюратором, маркировался, как 3S-FC. Последующие модификации с инжектором, или непосредственным впрыском.

Двигатель Тойота 3S, характерные конструктивные особенности:

• Насос на остове крепится болтами, механизм приводится в действие посредством ременной передачи;
• Чугунный коленчатый вал с осевым люфтом, который регулируется шайбами, выполненными в форме полукруга;
• Масляный насос приводит в действие носовая часть коленчатого вала, задняя часть изделия отвечает за трамблёр;

• Двигатель рассчитан, в том числе и на бензин марки А-92, однако лучше использовать АИ-95, АИ-98, иначе мотор троит и не держит обороты холостого хода;
• Двигатели, выпущенные до 96 года, рассчитаны на работу с применением смазки 5W50, поздние модели использовали смазку 5W30;
• Применение синтетики приводит к «запотеванию» чугунного блока, по этой причине лучше использовать полусинтетические материалы;
• На третьем поколении двигателей (выпуск после 96 года) невозможно технически выполнить капитальный ремонт, поскольку нет ремонтных комплектов поршней и сопутствующих деталей;
• Нельзя выполнить демонтаж впускного коллектора двигателя, не разобрав головку блока цилиндров;
• Опыт эксплуатации показывает неудобства при выполнении регулировок зазоров клапанов. Демонтируются валы, поэтому сбиваются настройки фаз;
• Выпускной коллектор защищён термическим экраном.

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.

Список моделей авто, в которых устанавливался

За всю историю существования мотор 3S GE устанавливался на следующие автомобили Toyota:

• Carina – молодежный седан спортивного облика;
• Carina E – трехдверное купе;
• Camry – 7 поколений седана японского, российского, китайского, австралийского и американского производства;
• Corona – крупногабаритный универсал;
• Altezza – спорткар бизнес-класса;
• Celica – кабриолет, лифтбэк и хетчбэк;
• Town Ace – минивэн для японского рынка;
• MR2 – двухдверный спорткар;
• Ipsum – минивэн;
• Nadia – однообъемный универсал;
• Vista – седан, выпускавшийся только для Японии;
• RAV4 – оригинальный кроссовер;
• Caldina – среднегабаритный уиверсал;
• Avensis – среднеформатный универсал.

Toyota Vista

Есть ли недостатки у 3S-GTE от компании Тойота?

Невысокая цена контрактных двигателей (от 40-50 тысяч рублей за неплохие версии) не должна вводить вас в заблуждение. В ремонте двигатель довольно дорогой. Оригинальные запчасти очень дорогие, а найти некоторые детали оказывается непросто. Также определенные недостатки есть у первых двух генераций мотора. Вот лишь несколько проблем в ранних установках:

• меньшая мощность – в первых генерациях 225 лошадок считались высокой мощностью, но далее потенциал был увеличен до 260 л.с.;
• турбина – в ранних поколениях стоял простой компрессор от Тойота CT26, а далее установили менее надежный вариант;
• коробки – традиционные АКПП работают гораздо меньше двигателя и нуждаются в замене, с МКПП проблем особых нет;
• расход масла – уже после 100 000 км начинается ряд проблем с жором масла, до 500 гр на 1000 км уходит на доливку;
• если вы купите контрактный мотор с машины с 4WD, состояние агрегата будет гораздо хуже, чем с седанов и купе 2WD.

Toyota Celica GT-Four

Не нужно забывать о том, что объем установки всего 2 л. Это говорит о том, что возможностей двигателя не хватает для полноприводных авто. И оснащение спортивных купе с приводом на все колеса данным агрегатом было ошибкой конструкторов. При покупке комплекса для свапа в сборе стоит серьезно отнестись к диагностике коробки и сцепления – здесь проблем бывает довольно много.

На какие машины ставили турбированный 3S?

1. Toyota Caldina (1997-2007).
2. Toyota Celica (1990-1999).
3. Toyota MR-2 (1990-1999).

Обратите внимание на то, что Carina не оснащалась на заводе такими двигателями, но в целом можно легко сделать свап, если есть такое желание. Для Селика данный двигатель был разработан, а в последних двух поколениях он ставился именно на Калдина

Toyota Caldina GTT

Описание модели 3S GE

Двигатель 3S GE, это усовершенствованная модель раннего мотора, выпускаемого под модификацией 3S FE.

Серия моторов 3S модификации GE расшифровывается:

• 3 – обозначение, используемое внутри корпорации Toyota;
• S – серия силовой установки;
• G – модель форсированных моторов;
• E – горючее подаётся путём распределённого впрыска

По сравнению с исполнением FE, модификация считалась форсированной. У моторов установлено по два распределительных вала, каждый с ременным приводом. В серии FE привод от ремня имел только один вал (впускной), второй работал за счёт шестерни. Материал остова двигателя, чугун, мотор весит 143 килограмма. Головка блока выполнена из алюминия, оснащена шестнадцатью клапанами, деталь разрабатывала японская компания Yamaha.

В конструкции мотора применяется специально разработанный механизм (OSTS), за счет которого, уплотнение головки блока меняется без снятия валов. Клапана регулируются шайбами, расположенными под толкателями (в FE модификации — над толкателями). Дальнейшее усовершенствование мотора снабдило головку устройством регулировки фаз распределения газов. Начиная с четвёртого поколения, механизмом снабжались клапана впуска (VVT-i), пятое поколение получило регулировку впускных и выпускных клапанов (Dual VVT-i).

Агрегаты GE оснащены воздушным коллектором с регулируемым процессом впуска. Механизмы регулировки разработаны компанией Toyota, носят аббревиатуру T-VIS (меняется геометрия каналов впуска) или ACIS (меняется длина тракта впуска).

Регламент обслуживания 3S GE 2,0 л

Согласно конструктивным особенностям двигатель 3S GE нуждается в замене расходных элементов в следующие сроки:

• ремень ГРМ и навесного оборудования полежит замене через 50000 км;
• тепловые зазоры клапанов регулируются после прохождения 30000 пробега;
• вентиляция картера прочищается каждые 2 года;
• замена моторного масла и фильтра масляного рекомендована через 7500 км;
• топливный фильтр следует заменить после 40000 пробега;
• фильтр воздушный подлежит ежегодной замене;
• внутри антифриза присадки теряют эффективность после 40000 км;
• ресурс свечей зажигания в системе DIS-4 составляет 20000 пробега;
• появление прогара во впускном коллекторе возможно через 60000 км.

Замена ремня ГРМ