«Классическая» Тойота, выносливая и неприхотливая: так можно охарактеризовать двигатель 3S-FE. Впервые двигатель этой модификации был установлен на Camry V20 1986 г. В ходе модернизации двигателя в 1991, 1996, 1998 годах были внесены серьезные изменения в систему зажигания, распредвалы, систему газораспределения, впускной коллектор и шатунно-поршневой агрегат. Не все модернизации 3S-FE были успешными, однако двигатель оставался в производстве в течение 17 лет.
Технические характеристики 3S-FE
16-клапанный рядный 4-цилиндровый двигатель внутреннего сгорания 3S-FE рабочим объемом 2 литра (1998 см3) создан на базе 2S-FE. Конструкторы уравняли ход поршня и диаметр цилиндра, сделав их по 86 мм каждый. Мощность двигателя выросла до 115 л.с и 162 Нм. Силовую установку стали оснащать не только механической трансмиссией, но и автоматической трансмиссией.
После обновления 1996 года агрегат получил новые возможности:
Мотор |
Мощность, л.с при об / мин |
Крутящий момент, Нм при 4400 об / мин |
3S-FE | 128/5400 | 178 |
3S-FE (2WD) | 140/6000 | 186 |
3S-FE (4WD) | 135/6000 | 181 |
3S ESF | 145/6000 | 196 |
Технические характеристики двигателя 3S-FE могут отличаться в зависимости от модификации и года выпуска, но отличия не превышают 5%.
Степень сжатия 3S-FE до 1996 года составляла 9,5, после 1996 года — 9,8. Допускается заправка двигателя бензином АИ-92 и АИ-95. Расход топлива при работе с МКПП:
- по городу — 11,5 — 13 литров.
- по трассе — 7-8 литров;
- в смешанном цикле — 8,5 — 9,5 л;
Расход масла в исправном двигателе 3S-FE составляет от 0,2 до 1 литра на 10 000 км. Производитель рекомендует менять масло и фильтр каждые 10 000 км или раз в год. Заправочная емкость — 3,9 литра. Для заливки подходят моторные масла с вязкостью 5W-30 и 10W-30.
Ресурс двигателя: 300000 км по заводски. Однако при регулярном техническом обслуживании и правильной эксплуатации 3S-FE может пройти более 500 000 единиц до капитального ремонта. При хорошем обслуживании пробег агрегата составит более 700 000 км.
Особенности конструкции
Двигатель внутреннего сгорания 3S-FE разработан просто и тщательно. Блоки цилиндров изготовлены из чугуна, головка блока — из алюминия. Распредвалов два. Гидрокомпенсаторов нет. Головки блока плохо продуваются, поэтому мотор не подходит для форсированных нагрузок. Система впрыска топлива с многоточечным электронным впрыском.
Из недостатков двигателя 3S-FE можно отметить шумную работу выхлопной системы, ощутимый шелест шкивов и роликов. После 200000 км появляется хороший аппетит к маслу и большой расход топлива. Двигатель установлен напротив моторного щита, что затрудняет доступ для обслуживания.
Серьезная проблема возникла после обновления 1996 г. Конструкторы уменьшили массу поршневого узла на 0,7 кг, оставив коленчатый вал без изменений. В целях экономии обновленный кривошипно-шатунный механизм не был сбалансирован, что привело к появлению вибраций. Под его действием ломаются головки болтов одной из шатунов. Деталь отрывается и ударяется о блок цилиндров. Во избежание аварии при ремонте поршневого узла необходимо поменять болты шатуна и затянуть их строго на номинальный момент.
Изменения в агрегате 1996 года коснулись системы зажигания. Механические распределители заменены на сдвоенные катушки, работающие на 2 свечи зажигания. Это удвоило нагрузку на вилки и проводку.
Некоторые модели 3S-FE оснащены системой рециркуляции газа EGR. Для управления используются электровакуумный клапан и мембрана вакуумного модулятора. Когда газ находится под вакуумом, открывается клапан рециркуляции ОГ. После закрытия клапана рециркуляции ОГ выхлопные газы проходят через регулирующий фильтр. Рекомендуется продувать фильтр сжатым воздухом каждые 2 года.
Усовершенствовав двигатель, конструкторы выпустили новую версию 3S-FSE. Агрегат оснастили системой прямого впрыска D4, прибавили мощности, но в целом попытка оказалась неудачной. Двигатель работал с перебоями из-за отказа ТНВД. Недостаточная смазка коленчатого вала и накопление нагара во впускном коллекторе вынуждали владельцев часто обращаться в сервисный центр.
Список моделей авто в которых устанавливался
Двигатель Toyota 3S-FE производился в Японии на заводе в Камиго и в США на заводе Toyota Motor Manufacturing, Kentucky, Inc в Джорджтауне с 1986 по 2003 год. 3S-FE также устанавливался на японские автомобили D, E, Class как на минивэнах, так и на внедорожниках с передним и полным приводом. Всего было выпущено более миллиона автомобилей для рынков Японии, Европы и Америки.
Двигатели 3S-FSE, выпущенные после 1996 года, устанавливались на некоторых Corona Premio ST210, а также на Vista V50 и Nadia SXN10.
Модель Тойота | Привод | Годы выпуска |
Avensis ST220 | 2WD | 1997 — 2003 гг |
Кальдина ST190, ST210 | 2 / 4WD | 1992 — 2002 гг |
Камри V20, V30, V40 | 2 / 4WD | 1986 — 1998 |
Обтекатель ST170, ST190, ST215 | 2 / 4WD | 1987 — 2001 гг |
Carina ED ST200 | 4WD | 1993 — 1998 |
Celica ST160, ST180, ST200 | 2 / 4WD | 1986 — 1996 |
Корона ST170, ST190, ST210 | 2 / 4WD | 1987 — 2001 гг |
Корона Exiv ST200 | 2WD | 1989 — 1998 гг |
Текущий ST200 | 2WD | 1994 — 1999 |
Ипсум / Пикник SXM10 | 2 / 4WD | 1996 — 2001 |
Gaia SXM10 | 2 / 4WD | 1998 — 2002 гг |
Надя SXM10 | 2 / 4WD | 1998 — 2002 гг |
Rav4 SXA10 | 2 / 4WD | 1996 — 2000 гг |
Vista V55, Ardeo | 4WD | 1998 — 2002 гг |
Устройство двигателя 3S-FE
Двигатель 3S-FE состоит из механической части и набора систем: смазки, охлаждения, впрыска, запуска и наддува. В устройстве 3S-FE используются самые простые и понятные механизмы. Что касается электроники, двигатель 3S-FE содержит систему многоточечного впрыска EFI и систему управления ECU.
Система охлаждения
Двигатель внутреннего сгорания оснащен системой принудительного охлаждения. В качестве охлаждающей жидкости (охлаждающей жидкости) используется антифриз или антифриз. По регламенту необходимо менять жидкость через 40 000 км. Заправочный объем зависит от модели автомобиля и составляет 5,9 — 7,6 л.
Циркуляция охлаждающей жидкости обеспечивается насосом. Он расположен на блоке цилиндров и приводится в движение ремнем ГРМ. Электровентилятор направляет нагретую охлаждающую жидкость к радиатору, где отводится лишнее тепло.
В двигателе установлены 2 датчика температуры охлаждающей жидкости. Один отправляет данные в ЭБУ, другой — на приборную панель. Для быстрого нагрева теплоносителя зимой в систему встроен термостат, который замыкает большой круг циркуляции до тех пор, пока теплоноситель не нагреется до 80℃.
Газораспределительный механизм
Двигатель 3S-FE имеет ремень ГРМ DOHC с двумя верхними распредвалами. Валы соединены между собой шестернями. Распределительный вал впускных клапанов приводится в движение ременной передачей, распределительный вал выпускных клапанов — шестеренчатой передачей.
Из-за отсутствия гидравлических толкателей зазор клапана управления необходимо проверять через 20 000 км. Регулировка осуществляется подбором регулировочных шайб, установленных на толкателях грибов. Толщина шайбы варьируется от 2,5 до 3,3 мм, что позволяет выбрать более дешевые аналоги, чем оригинал.
Ремень ГРМ приводит в действие насос и масляный насос в случае сильных перегрузок. Обрыв ремня не вызывает серьезных повреждений двигателя: поршни и клапаны 3S-FE не сталкиваются. По регламенту ремень следует менять через 100 тыс. Км. Часто водители делают это сами.
Система впрыска
Электронная система впрыска топлива состоит из топливной системы, подачи воздуха и электронного управления. В каждую форсунку подается топливо под давлением, рассчитываемым регулятором давления. После получения сигнала от ЭБУ топливо впрыскивается во впускной коллектор. Излишки топлива возвращаются в бак по обратному трубопроводу.
Количество подаваемого воздуха зависит от открытия дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала. Воздух поступает в верхнюю часть впускного коллектора и распределяется по цилиндрам. Даже если дроссельная заслонка закрыта, воздушная смесь будет проходить через клапан холостого хода.
Система смазки
Двигатель Toyota 3S-FE имеет комбинированную систему смазки. Для трущихся деталей масло подается шестеренчатым масляным насосом с внутренними зубьями. Смазка распыляется на наименее нагруженные компоненты через масляные форсунки.
Электроснабжение и запуск мотора
Двигатель 3S-FE имеет стартерную систему запуска. При повороте ключа в замке зажигания электрическая цепь замыкается. ЭБУ опрашивает датчики, проверяет исправность цепи. Топливный насос включается.
При следующем повороте ключа аккумулятор подает пусковой ток на тяговое реле. В реле создается мощность 1,0 — 1,2 кВт, которая заставляет включаться стартер. Пусковой крутящий момент передается на маховик коленчатого вала и вращает вал до тех пор, пока двигатель не разгонится до постоянной скорости.
Основным источником питания двигателя является генератор мощностью 80 А.
Описание маркировки
Маркировка двигателя 3S-FE по японской системе аналогична: 3S-FE DOHC 16V 2.0, где:
- «2.0» — объем двигателя.
- «E» — наличие системы EFI;
- «S» — комплект двигателей Toyota;
- «3» обозначает новую конструкцию в линейке двигателей;
- «F» — двигатель мощностью от 2,0 до 2,2 л с 4 клапанами на цилиндр;
- «DOHC» — газораспределительный механизм с двумя распредвалами;
- «16В» — V-образный 16-клапанный двигатель;
Обзор неисправностей двигателя
Несмотря на продуманность и простоту двигателя 3S-FE, водители сталкиваются с рядом проблем:
- вибрация двигателя. Проблема возникает при износе боковых подушек или потере давления в одном из цилиндров.
- долгий холодный старт. Проблема связана с поломкой топливных форсунок или датчика температуры;
- повышенный расход топлива. Это происходит из-за неправильной работы дроссельной заслонки или одного из датчиков, передающих неверную информацию в ЭБУ. Грязные форсунки тоже мешают образованию нормальной смеси. Отложения нагара на поршнях приводят к чрезмерному расходу топлива из-за изменения объема камеры сгорания и потери мощности;
- повышенный аппетит к маслу. Часто встречается в автомобилях с пробегом 200000 км и более. Отложения нагара на поршнях указывают на сильные ожоги компрессионных и скребковых колец, а также негерметичные уплотнения клапанов. Неисправность также может быть в датчиках: лямбда-зонд, датчик температуры воздуха на впуске или датчик карты;
- нестабильная работа двигателя, потеря мощности. Причина — поломка клапана рециркуляции ОГ или попадание моторного масла в свечные колодцы: зажигание происходит с пустыми пространствами и двигатель глохнет на холостом ходу;
Проблемы двигателя устраняются заменой или чисткой элементов. Конструкция 3S-FE позволяет легко ремонтировать даже в гаражных условиях.
https://www.youtube.com/watch?v=KcCTjpVy-sc
Заключение
Двигатель 3S-FE — пример нерушимого 2-литрового агрегата. Конструкция двигателя «без гаджетов» обеспечивала его надежность и ремонтопригодность. Двигатель не имеет характерных недостатков. Двигатель 3S-FE может показаться скучным по современным меркам, но в то время он был популярен. Бывают случаи, когда двигатель проезжал 1 миллион км на качественном масле без лишних нагрузок.