Двигатель Toyota 3S-FSE

Двигатель Toyota 3S-FSE оказался одним из самых технологичных во времена своего выпуска. Это первый агрегат, на котором японская корпорация опробовала непосредственный впрыск топлива D4 и создала целое новое направление в строительстве автомобильных моторов. Но технологичность оказалась палкой о двух концах, поэтому FSE получил тысячи негативных и даже гневных отзывов владельцев.

У многих автомобилистов вызывает определенное недоумение попытка ремонта своими руками. Даже снять поддон для замены масла в двигателе оказывается крайне сложно из-за специфических креплений. Мотор начали производить в 1997 году. Это время, когда специалисты Тойота начали активно превращать искусство автомобилестроения в хороший бизнес.

Основные технические характеристики мотора 3S-FSE

Движок был разработан на базе 3S-FE – более простого и неприхотливого агрегата. Но количество изменений в новой версии оказалось довольно большим. Японцы сверкнули своим пониманием технологичности и установили в новую разработку практически все, что можно было назвать современным. Тем не менее, и в характеристиках можно найти определенные недостатки.

Вот основные параметры двигателя:

Рабочий объем	2.0 л
Мощность двигателя	145 л.с. при 6000 об/мин
Крутящий момент	171-198 Н*м при 4400 об/мин
Блок цилиндров	чугунный
Головка блока	алюминиевая
Количество цилиндров	4
Количество клапанов	16
Диаметр цилиндра	86 мм
Ход поршня	86 мм
Впрыск топлива	непосредственный D4
Тип топлива	бензин 95
Расход топлива:
— городской цикл	10 л / 100 км
— загородный цикл	6.5 л / 100 км
Привод системы ГРМ	ремень

С одной стороны, этот агрегат имеет отличное происхождение и удачную родословную. Но он совершенно не гарантирует надежности в эксплуатации после 250 000 км. Это очень малый ресурс для моторов данной категории, да еще и тойотовского производства. Именно в этот момент начинаются проблемы.

Впрочем, капитальный ремонт провести можно, чугунный блок не является одноразовым. А для этого года производства и данный факт уже вызывает приятные эмоции.

Ставили данный двигатель на Toyota Corona Premio (1997-2001), Toyota Nadia (1998-2001), Toyota Vista (1998-2001), Toyota Vista Ardeo (2000-2001).

Преимущества двигателя 3S-FSE – в чем плюсы?

Замена ГРМ производится 1 раз в 90-100 тысяч км пробега. Это стандартный вариант, здесь стоит практичный и простой ремень, нет никаких проблем, характерных для цепи. Метки выставляются по мануалу, ничего выдумывать не нужно. Катушка зажигания взята с донора FE, она простая и работает долго без особых проблем.

В распоряжении данного силового агрегата находится несколько важных систем:

• хороший генератор и в общем неплохое навесное оборудование, которое не вызывает проблем в эксплуатации;
• пригодная к обслуживанию система ГРМ – достаточно взвести натяжной ролик, чтобы еще больше продлить работу ремня;
• простая конструкция – на станции могут проверить двигатель вручную или считать коды ошибок с компьютерной системы диагностики;
• надежная поршневая группа, которая известна отсутствием проблем даже при больших нагрузках;
• удачно подобранные характеристики АКБ, достаточно следовать заводским рекомендациям производителя.

То есть, мотор нельзя назвать некачественным и ненадежным, если учитывать его преимущества. В процессе эксплуатации также водители отмечают низкий расход топлива, если не давить на гашетку слишком сильно. Радует и местоположение основных сервисных узлов. До них довольно просто добраться, что несколько снижает стоимость и срок обслуживания во время регулярных ТО. Но ремонтировать в гараже собственными силами будет непросто.

Минусы и недостатки FSE – главные проблемы

Серия 3S известна отсутствием серьезных детских проблем, но модель FSE выделилась на фоне своих собратьев по концерну. Проблема в том, что на данную силовую установку специалисты Toyota решили установить все актуальные на то время наработки для экономичности и экологической чистоты. В итоге есть ряд проблем, которые никак не решаются в процессе использования двигателя. Вот лишь некоторые из популярных неполадок:

1. Топливная система, а также свечи нуждаются в постоянном обслуживании, чистить форсунки приходится практически постоянно.
2. Клапан EGR – ужасное нововведение, он постоянно засоряется. Лучшим решением будет заглушить ЕГР и удалить его из системы вывода отработанных газов.
3. Плавают обороты. Это неизбежно случается с моторами, так как изменяемый впускной коллектор теряет свою эластичность работы в какой-то момент.
4. Все датчики и детали электроники выходят из строя. На возрастных агрегатах проблема электрической части оказывается колоссальной.
5. Мотор не заводится на холодную или не запускается на горячую. Стоит перебирать топливную рейку, чистить форсунки, ЕГР, смотреть на свечи.
6. Насос выходит из строя. Помпа требует замены вместе с деталями системы ГРМ, что делает ее ремонт очень дорогим.

Если вы хотите знать, гнет ли клапана на 3S-FSE, лучше не проверять это на практике. Мотор не просто загибает клапана при обрыве ГРМ, вся ГБЦ после такого события идет на ремонт. А стоимость такого восстановление окажется чрезмерно высокой. Часто на морозе бывает такое, что двигатель не схватывает зажигание. Замена свечей может решить проблему, но также стоит проверить катушку и прочие электрические детали зажигания.

Ремонт и обслуживание 3S-FSE – основные моменты

В ремонте стоит учитывать сложность экологических систем. В большинстве случаев экономически выгоднее их отключить и удалить, чем ремонтировать и чистить. Набор уплотнителей, таких как прокладка блока цилиндров, стоит покупать перед капиталкой. Отдайте предпочтение наиболее дорогим оригинальным решениям.

Проследите за работой всех датчиков, особое внимание на датчик распредвала, автоматику в радиаторе и всей системе охлаждения. Правильная настройка дроссельной заслонки также может оказаться сложной.

Как произвести тюнинг этого мотора?

Не имеет никакого экономического и практического смысла увеличение мощности модели 3S-FSE. Сложные заводские системы, такие как цикличное изменение оборотов, к примеру, не будут работать. Стоковая электроника не справится с задачами, блок и ГБЦ также будут нуждаться в доработках. Так что устанавливать компрессор неразумно.

Также не стоит задумываться о чип-тюнинге. Мотор старый, рост его мощности закончится капитальным ремонтом. Многие владельцы жалуются, что после чип-тюнинга мотор гремит, изменяются заводские зазоры, повышается износ металлических деталей.

Разумный вариант тюнинга – банальный свап на 3S-GT или подобный вариант. С помощью сложных доработок можно получить до 350-400 лошадиных сил без ощутимой потери ресурса.

Выводы о силовой установке 3S-FSE

Данный агрегат полон сюрпризов, включая и не самые приятные моменты. Именно поэтому назвать его идеальным и оптимальным по всем статьям невозможно. Двигатель теоретически простой, но множество экологических дополнений, таких как EGR, дали невероятно плохие последствия в эксплуатацию агрегата.

Владельца может радовать расход топлива, но он также очень зависит от манеры поездки, от веса автомобиля, от возраста и износа.

Уже перед капиталкой мотор начинает кушать масло, потреблять на 50% больше топлива и звуковым сопровождением показывать владельцу, что сейчас самое время готовиться к ремонту. Правда, ремонту многие предпочитают свап на контрактный японский мотор, и это нередко дешевле капиталки.

Toyota D4 заметки диагноста двигатель 3S-FSE

Диагностика и ремонт систем впрыска и зажигания

Система непосредственного впрыска на Toyota D4 была представлена миру в начале 1996 года, в ответ на GDI от конкурентов ММС. В серию такой двигатель 3S-FSE был запущен с 1997 года на модели Corona (Premio T210), в 1998 двигатель 3S-FSE — начал устанавливаться на модели Vista и Vista Ardeo (V50). Позднее непосредственный впрыск появился на рядных шестерках 1JZ-FSE (2.5) и 2JZ-FSE (3.0), а с 2000 года, после замены серии S на серию AZ, был запущен и двигатель D-4 1AZ-FSE.

Мне пришлось увидеть в ремонте первый двигатель 3S-FSE в начале 2001 года. Это была Toyota Vista. Я менял маслосъёмные колпачки и попутно изучал новую конструкцию двигателя. Первая информация о нем появилась позднее в 2003 на просторах интернета. Первые удачные ремонты давали незаменимый опыт для работы с этим типом двигателей, которыми сейчас никого не удивишь. Двигатель был настолько революционным, что многие ремонтники просто отказывались от ремонтов. Применив бензиновый ТНВД, высокое давление впрыска топлива, два катализатора, блок электронного дросселя, шаговый мотор управления EGR, отслеживание положения дополнительных заслонок во впускном коллекторе, систему VVTi , и индивидуальную систему зажигания — разработчики показали, что наступила новая эра экономичных и экологичных двигателей. На фотографии общий вид двигателя 3S-FSE.

Конструктивные особенности:

— создан на базе 3S-FE, — степень сжатия чуть более 10, — топливная аппаратура Denso, — давление впрыска — 120 бар, — впуск воздуха — через горизонтальные «вихревые» порты, — соотношение воздуха и топлива — до 50:1 (при максимально возможном для LB двигателей Toyota 24:1) — VVT-i (система изменения фаз газораспределения непрерывного типа), — система EGR обеспечивает подачу на впуск до 40% отработавших газов в режиме ПСО — катализатор накопительного типа, — заявленные улучшения: прирост момента на низких и средних оборотах — до 10%, экономия топлива до 30% (в японском смешанном цикле — 6,5 л/100 км). Следует отметить следующие важные системы и их элементы, которые наиболее часто имеют дефекты. Система топливоподачи: погружной электрический насос в баке с сеткой топливозаборника и топливным фильтром на выходе, топливный насос высокого давления, установленный на головке блока цилиндров с приводом от распредвала, топливная рампа с редукционным клапаном. Система синхронизации: датчики коленвала и распредвала. Система управления: ЕСМ Датчики: массового расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости и впускаемого воздуха, детонации, положения педали газа и дроссельной заслонки, давления во впускном коллекторе, давления топлива в рампе, подогреваемые кислородные датчики; Исполнительные устройства: катушки зажигания, блок управления форсунками и сами форсунки, клапан регулировки давления в рампе, вакуумный соленоид управления заслонками во впускном коллекторе, клапан управления муфтой VVT-i. При наличии в памяти кодов, начинать надо именно с них. Причём, если их много, анализировать их бессмысленно, надо переписать, стереть и отправить владельца в пробную поездку. Если загорится контрольная лампа, снова прочитать и анализировать уже более узкий перечень. Если нет – сразу переходить к анализу текущих данных. Коды неисправности сравниваются и расшифровываются по мануалу.

Таблица кодов ошибок двигатель 3S-FSE:

12 P0335 Датчик положения коленчатого вала 12 P0340 Датчик положения распределительного вала 13 P1335 Датчик положения коленчатого вала 14,15 P1300, P1305, P1310, P1315 Система зажигания (N1)(N2) (N3) (N4) 18 P1346 Система VVT 19 P1120 Датчик положения педали акселератора 19 P1121 Датчик положения педали акселератора 21 P0135 Кислородный датчик 22 P0115 Датчик температуры охлаждающей жидкости 24 P0110 Датчик температуры воздуха на впуске 25 P0171 Кислородный датчик (сигнал бедной смеси) 31 P0105 Датчик абсолютного давления 31 P0106 Датчик абсолютного давления 39 P1656 Система VVT 41 P0120 Датчик положения дроссельной заслонки 41 P0121 Датчик положения дроссельной заслонки 42 P0500 Датчик скорости автомобиля 49 P0190 Датчик давления топлива 49 P0191 Сигнал давления топлива 52 P0325 Датчик детонации 58 P1415 Датчик положения SCV 58 P1416 Клапан SCV 58 P1653 Клапан SCV 59 P1349 Сигнал VVT 71 P0401 Клапан системы EGR 71 P0403 Сигнал EGR 78 P1235 ТНВД 89 P1125 Привод ETCS* 89 P1126 Муфта ETCS 89 P1127 Реле ETCS 89 P1128 Привод ETCS 89 P1129 Привод ETCS 89 P1633 Электронный блок управления 92 P1210 Форсунка холодного пуска 97 P1215 Форсунки 98 C1200 Датчик разрежения в вакуумном усилителе тормозов

Двигатели для Toyota Nadia, и не только

«Сердце» силовой установки «Нади» — рядный четырёхцилиндровый бензиновый двигатель объёмом 2,0 л. Всего использовались три модификации моторов:

Марки-ровка	Объём, л.	Тип	Объём,	Максимальная мощность, кВт/л.с.	Система питания
см 3
3S-FE	2	бензиновый	1998	99/135	DOHC
3S-FSE	2	—:—	1998	107/145	—:—
1AZ-FSE	2	—:—	1998	112/152	—:—

Начиная с модификации 3S-FSE, в двигателе применяется революционная технология прямого впрыска для двс – D-4. Её суть состоит в возможности послойного впрыска и работы на особо обеднённой топливной смеси. Подача топлива осуществляется с помощью ТНВД под давлением 120 бар. Степень сжатия (10/1) выше, чем у обычного мотора DOHC предыдущей модели – 3S-FSE. Работа двигателя осуществляется в трёх режимах смеси:

• сверхбедной;
• однородной;
• обычной мощности.

Логическим продолжением новинки стал более мощный мотор 1AZ-FSE. Благодаря изменённой форме инжектора, поршня и камеры сгорания, появилась возможность прямого создания топливной смеси как однородной, так и послойной (обычной или обеднённой) топливной смеси. При движении на постоянной скорости 60 км/ч обогащение осуществляется один раз в 1-2 минуты. Снижение температуры патрубка осуществляется с помощью стандартной жидкости для охлаждения.

Работа клапана рециркуляции контролируется электронной системой, работающей в единой компьютерной сети управления автомобилем.

Моторы, которые получали автомобили Nadia, устанавливались и на другие модели Toyota:

Модель	3S-FE	3S-FSE	1AZ-FSE
автомобиля
Toyota
Allion	*
Avensis	*	*
Caldina	*	*
Camry	*
Carina	*
Carina E	*
Carina ED	*
Celica	*
Corona	*
Corona Exiv	*
Corona Premio	*	*
Corona SF	*
Curren	*
Gaia	*	*
Ipsum	*
Isis	*
Lite Ace Noah	*	*
Nadia	*	*
Noah	*
Opa	*
Picnic	*
Premio	*
RAV 4	*	*
Town Ace Noah	*
Vista	*	*	*
Vista Ardeo	*	*	*
Voxy	*
Wish	*
Всего:	21	4	14

Компьютерная диагностика двигателя 3S-FSE

При диагностировании двигателя сканер выдает дату порядка восьмидесяти параметров для оценки состояния и анализа работы датчиков и систем двигателя. Следует отметить, что большим недостатком в дате у 3S-FSE являлось отсутствие в дате для оценки работы параметра – «давление топлива». Но, не смотря на это, дата очень информативна и, при правильном понимании, достаточно точно отражает работу датчиков и систем двигателя и АКПП. Для примера приведу фрагменты правильной даты и несколько фрагментов даты проблемами с мотора 3S-FSE. На фрагменте даты видим нормальное время впрыска, угол зажигания, разряжение, скорость двигателя на холостом ходу, температуру двигателя, температуру воздуха. Положение дросселя и признак наличия холостого хода. По следующей картинке можно оценить топливную коррекцию, показание датчика кислорода, скорость автомобиля, положение мотора EGR.

Далее видим включение сигнала стартера (важно при запуске) включение кондиционера, электрической нагрузки, гидроусилителя руля, педали тормоза, положение АКПП. Затем включение муфты кондиционера, клапана системы улавливания паров топлива, клапана VVTi, овердрайва, соленоидов в АКПП.Много параметров представлено для оценки работы блока заслонки (электронного дросселя).

Как видно по дате можно легко оценить работу и проверить функционирование практически всех основных датчиков и систем двигателя и АКПП. Если выстроить в ряд показания даты, то можно быстро оценить состояние двигателя и решить проблему неправильной работы. В следующем фрагменте показано увеличенное время впрыска топлива. Дата получена сканером DCN-PRO.

А на следующем фрагменте, обрыв датчика температуры входящего воздуха (-40 градусов), и ненормально высокое время впрыска (1,4мс при стандарте 0,5-0,6мс) на прогретом моторе.

Ненормальная коррекция заставляет насторожиться и проверить первым долгом наличие бензина в масле. Блок управления корректирует смесь(-80%).

Наиболее важными параметрами, которые достаточно полно отображают состояние двигателя, являются строчки с показаниями длинной и короткой топливной коррекции; напряжения датчика кислорода; разрежение во впускном коллекторе; скорость вращения двигателя (обороты); положение мотора EGR; положение дроссельной заслонки в процентах; угол опережения зажигания, и время впрыска топлива. Для более быстрой оценки режима работы двигателя строчки с этими параметрами можно выстроить на дисплее сканера. Ниже на фото пример фрагмента даты работы двигателя в обычном режиме. В этом режиме датчик кислорода переключается, разрежение в коллекторе 30 кПа, дроссель открыт на 13%; угол опережения 15 градусов. Клапан EGR закрыт. Такая компоновка и выбор параметров позволят сэкономить время на проверке состояния двигателя. Вот основные строчки с параметрами для анализа двигателя.

А здесь дата в режиме «обедненки». При переходе в обеднённый режим работы дроссель приоткрывается, открывается EGR, напряжение датчика кислорода около 0, разрежение 60 кПа, угол опережения 23 градуса. Таков обеднённый режим работы двигателя.

Если двигатель работает правильно, то при соблюдении определенных условий, блок управления двигателя программно переводит мотор в обеднённый режим работы. Переход происходит при полном прогреве двигателя и только после перегазовки. Много факторов определяют процесс перехода двигателя в обеднённый режим. При диагностировании следует учитывать и равномерность давления топлива, и давление в цилиндрах, и засаженность впускного коллектора, и правильную работу системы зажигания.

Технические характеристики двигателя Toyota 3S FSE

Поначалу двигатели модели 3S FSE с инновационной системой впрыска D4 продавались только на внутреннем рынке страны восходящего солнца. Они являлись прямыми конкурентами моторов от компании Мицубиси. Последние оснащались похожей системой только под названием GDI.

Давайте глянем на технические характеристики этого мотора.

Параметр	Значение
Объем в куб см	1998
Мощность	145 лошадок
Крутящий момент	198 Нм
Тип топлива	Бензин
Расход топлива	10,2 л
Впрыск	Карбюраторный
Привод ГРМ	Ремень
Охлаждение	Жидкостное
Диаметр цилиндров	86 мм
Ход поршня	86 мм
Ресурс двигателя	250 000

Внимание! Из-за строения цилиндро-поршневой группы этот двигатель называют «квадратным». Потому что различий в диаметре цилиндра и ходе поршня нет. Оба они равны 86 миллиметрам.

Количество клапанов в этом силовом агрегате равно 16, а коленчатых валов всего 5. Мотор 3S FSE безотказно работает при повышении компрессии. Опытные механики отмечают, что блок цилиндров не является одноразовым. Поэтому капитальный ремонт двигателю может сделать любой автовладелец.

Двигатель 3S FSE – это надежное устройство, которое пройдет 250 тысяч километров без поломок и проблем. Однако после описанного выше пробега у мотора возникают неисправности.

Многие опытные автовладельцы считают, что двести пятьдесят тысяч – это все же малый пробег для Тойотовского двигателя. Хотя наличие возможности сделать капитальный ремонт мотору уже радует многих любителей машин с этим типом силового агрегата.

Похожая статья Технические характеристики двигателя Тойота 2AR FE

Конструктивное исполнение. Топливная рейка, инжекторы, ТНВД.

Топливная рейка

На первом двигателе с непосредственным впрыском конструкторы применили разборные низкоомные инжекторы, управляемые высоковольтным драйвером. Топливная рейка имеет 2х этажную конструкцию разных диаметров. Это необходимо для выравнивания давления. На следующем фото топливные элементы высокого давления двигателя 3S-FSE. Топливная рейка, датчик давления топлива на ней, клапан аварийного сброса давления, инжекторы, топливный насос высокого давления и магистральные трубки.

В двигателях с непосредственным впрыском работа первого насоса не ограничена 3,0 килограммами. Здесь давление несколько выше порядка 4,0-4,5кг для обеспечения полноценного питания ТНВД на всех режимах работы. Замер давления при диагностике, можно производить манометром через входной порт прямо на ТНВД. При запуске двигателя давление должно «набиваться» до своего пика за 2-3 секунды, иначе запуск будет долгим или его не будет вовсе.Если давление превышает 6кг- то неизбежно двигатель будет очень тяжело запускаться на грячую.В движении неминуемодвигатель будет «спотыкаться»,натыкаться при резких ускорениях На фото замер — давления первого насоса на двигателе 3S-FSE(давление ниже нормы, первый насос нужно заменить.)Если же давление выше 4,5 кг, то необходимо обратить внимание на засоренность сетки на входе ТНВД.Либо на заклинивание напорного клапана «обратки» в ТНВД. Клапан демонтируют из насоса и отмывают в ультразвуке.На фото клапан обратки и место его установки в ТНВД.

После очистки сетки или ремонта клапана обратки давление становится правильным.

Так как двигатели выпускались для внутреннего рынка Японии, то степень очистки топлива не отличается от обычных двигателей. Первый заслон сетка перед насосом в топливном баке.

Затем второй заслон-фильтр тонкой очистки двигатель (3S-FSE) (кстати сказать, воду он не задерживает). При замене фильтра нередки случаи неправильной сборки топливной кассеты. При этом происходит потеря давления и незапуск.

Так выглядит топливный фильтр в разрезе после 15 тысяч пробега. Очень приличный заслон бензиновому мусору. При грязном фильтре переход в обеднённый режим либо очень долгий, либо его нет вообще.

И последний заслон фильтрации топлива сетка на входе ТНВД. От первого насоса топливо с давлением примерно 4 кг поступает в ТНВД, затем давление поднимается до 120 кг и поступает в топливную рейку к инжекторам. Блок управления оценивает давление по сигналу датчика давления. ЕСМ корректирует давление, при помощи клапана регулятора на ТНВД. При аварийном повышении давления срабатывает редукционный клапан в рейке. Так вкратце организована топливная система на двигателе. Теперь подробнее о составляющих системы и о способах диагностирования и проверки.

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Топливный насос высокого давления имеет достаточно простую конструкцию. Надежность и долговечность насоса зависят (как и многое у Японцев) от различных мелких факторов, в частности от прочности резинового сальника и механической прочности напорных клапанов и плунжера. Структура насоса обычная и очень простая. В конструкции нет революционных решений. Основа — плунжерная пара, сальник разделяющий бензин и масло, напорные клапана и электромагнитный регулятор давления. Основным звеном в насосе является 7мм плунжер. Как правило, в рабочей части плунжер не сильно изнашивается (если конечно не применяется абразивный бензин.) Основная проблема в насосе износ резинового сальника (срок жизни которого определяется не более 100тыс. км. пробега). Этот ресурс, конечно же, занижает надежность двигателя. Сам же насос стоит безумных денег 20-25 тысяч рублей (Дальний Восток). На двигателях 3S-FSE применялись три различных ТНВД один с верхним расположением клапана регулятора давления и два с боковым. Далее представлены фотографии насоса, и детали его составляющие.

Насос в разборе двигатель 3S-FSE, напорные клапана, регулятор давления, сальник и плунжер, посадочное место сальника.

При эксплуатации на низкокачественном топливе происходит коррозия деталей насоса, что приводит к ускоренному износу и потере давления. На фото видны следы износа в сердечнике клапана давления и упорной шайбе плунжера.

Описание устройства мотора 3S FSE

У ДВС 3S FSE цилиндро-поршневая группа усилена. Она обеспечивает безотказную работу всего двигателя, если повышается компрессия. Подача горючего осуществляется посредством механического топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Внимание! Производственные нормы, которые выдает насос высокого давления, равны 120 бар.

Впервые применена система рециркуляции выхлопных газов на двигателе 3S FSE. 40 процентов отработанных газов возвращаются обратно в систему. Благодаря подобному процессу, сократилось число выхлопа загрязняющих веществ в атмосферу.

Блок цилиндров вылит из чугуна. Диаметр одного цилиндра равен 86 мм и ход поршня тоже равен этому числу. Головка блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания изготовлена из сплава дюралюминия. При высоких нагреваниях склонна деформироваться.

Внутри головки блока цилиндра находится два распредвала. А конструкция ГРМ в целом оснащена системой VVTi. Эта система изменяет фазы газового распределения на впускном коллекторе. Приводится в действие гаораспределительная система с помощью зубчатого ремня.

ГРМ ремень опытные механики рекомендуют менять один раз в 100 тысяч километров. Тепловые зазоры клапанов должны настраиваться вручную автовладельцем. Процедура делается с помощью шайб. Их подкладывают между кулачками и толкателями валов.

Поддон и другие части двигателя крепятся посредством специфических болтов и гаек, что создает трудности для ремонта мотора «на коленке». Поэтому двигатель получил много негативных отзывов. Чтобы слить смазывающее средство с мотора, нужно было открутить болты на поддоне. А это стоило автовладельцу немалых усилий и поиска специальных ключей и головок для снятия в гаражных условиях.

Коленвал состоит из пяти опор. Защищен резиновыми сальниками, которые предотвращают течь смазывающего средства. Максимальная температура, при которой происходит работа коленвала, равна 80 градусам по Цельсию.

В системе двигателя охлаждение – принудительное. Осуществляется с помощью специальной помпы. Заливается в нее до 5,7 литров охлаждающей жидкости. Но количество жидкости разное на разных машинах, так как в большинстве случаев зависит от вида коробки передач.

Похожая статья Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Главной особенностью двигателя является корректировка насыщения топлива воздухом и маслом. Например, на низких или холостых оборотах смесь, попадающая в камеру сгорания – бедная. Это способствует экономии горючего. Когда возрастает нагрузка на движок 3S FSE, соответственно обогащается и смесь.

Инжектор состоит из рейки и форсунок. Последние успешно улучшены компанией Тойота. Они могут функционировать при высокой компрессии. Зажигание оснащено катушками, которые стоят в свечных колодцах.

Теперь давайте посмотрим на транспортные средства, на которые устанавливался мотор.

Способ диагностирования топливного насоса (ТНВД) по давлению, и по протечке сальника.

Для контроля давления приходится использовать показания, снятые с электронного датчика давления. Датчик установлен на торце раздаточной топливной рейки. Доступ к нему ограничен и, следовательно, замеры легче производить на блоке управления. Для TOYOTA VISTA и NADIA это вывод Б12 – ЭБУ двигателя (цвет провода коричневый с жёлтой полосой) Датчик питается напряжением 5в. При нормальном давлении показания датчика изменяются в диапазоне(3,7-2,0 в.)- сигнальный вывод на датчике PR. Минимальные показания, при которых двигатель еще способен работать на х\х -1,4 вольта. Если показания от датчика будут ниже 1,3 вольта в течение 8 секунд — блок управления зарегистрирует код неисправности Р0191 и остановит двигатель. Правильные показания датчика на х\х -2,5 в. В обедненном режиме — 2,11 в. Ниже на фотографии пример замера давления. Давление ниже нормы — причиной потери неплотность в напорных клапанах ТНВД.Далее давление при работе мотора в обычном режиме и в обедненном режиме.

Регистрировать протечку бензина в масло нужно при помощи газоанализатора. Показания уровня СН в масле не должны превышать 400 единиц на прогретом двигателе. Идеальный вариант 200-250 единиц. На фото нормальные показания.

Зонд газоанализатора при проверке вставляют в маслоналивную горловину, а саму горловину закрывают чистой ветошью.

Аномальные показания уровень СН-1400 единиц – сальник насоса протекает, и насос требует замены. При протекании сальника в дате будет зарегистрирована очень большая минусовая коррекция.

А при полном прогреве, с протекающим сальником, обороты двигателя будут сильно прыгать на х\х, при перегазовках мотор периодически глохнет. При нагреве картера бензин испаряется и через линию вентиляции вновь попадает во впускной коллектор, дополнительно обогащая смесь. Датчик кислорода регистрирует богатую смесь, а блок управления пытается её забеднить. Важно понимать, что в такой ситуации совместно с заменой насоса необходимо сменить масло с промывкой двигателя. При использовании некоторых марок масел уровень СН из-за наличия агрессивных присадок будет повышен, что не является поводом для замены тнвд. Необходимо просто сменить масло и сделать контрольный заезд перед постановкой диагноза. На следующей фотографии фрагменты замера уровня СН в масле (завышенные значения)

Способы ремонта топливного насоса.

Давление в насосе пропадает очень редко. Потеря давления происходит из-за выработки шайбы плунжера, либо из-за пескоструя клапана — регулятора давления. Из практики плунжера практически не изнашивались в рабочей зоне. Выработка была только в рабочей зоне сальника.

Зачастую приходится приговаривать насос из-за проблем с сальником, который, стираясь, начинает пропускать топливо в масло. Проверить наличие бензина в масле не сложно. Достаточно померить СН в маслоналивной горловине на прогретом работающем двигателе. Как уже отмечалось ранее, показания должны быть не больше 400 единиц. К сожалению или к счастью производитель не допускает замену сальника, а только замену всего насоса целиком. Отчасти это правильное решение, велик риск неправильной сборки. Ремонт же механической части насоса заключается в притирке напорных клапанов и шайбы от следов износа. Напорные клапана одинаковых размеров, они легко притираются любым доводочным абразивом для притирки клапанов. На фото напорный клапан.

И далее увеличенный напорный клапан. Хорошо видна радиальная и выработка коррозия металла.

Я встречал один сомнительный вид ремонта насоса. Ремонтники приклеивали клеем на основной сальник насоса встык часть сальника от двигателя 5А. Внешне все было красиво, но только вот бензин обратная часть сальника не держала. Такой ремонт недопустим и может повлечь возгорание двигателя. На фотографии приклеенный сальник.

Если владелец продолжает эксплуатацию автомобиля с протекающим сальником в ТНВД,то бензин неизбежно пападает в масло.Разжиженное масло губит двигатель. Происходит глобальная выработка цилиндропоршневой группы. Звук мотора становится «дизельным» На видео пример работы изношенного мотора.

Выводы о силовой установке 3S-FSE

Данный агрегат полон сюрпризов, включая и не самые приятные моменты. Именно поэтому назвать его идеальным и оптимальным по всем статьям невозможно. Двигатель теоретически простой, но множество экологических дополнений, таких как EGR, дали невероятно плохие последствия в эксплуатацию агрегата.

Владельца может радовать расход топлива, но он также очень зависит от манеры поездки, от веса автомобиля, от возраста и износа.

Уже перед капиталкой мотор начинает кушать масло, потреблять на 50% больше топлива и звуковым сопровождением показывать владельцу, что сейчас самое время готовиться к ремонту. Правда, ремонту многие предпочитают свап на контрактный японский мотор, и это нередко дешевле капиталки.

Топливная рейка, инжекторы и клапан аварийного сброса давления.

На двигателях 3S-FSE японцы применили впервые разборную форсунку. Обычный инжектор способный работать при давлении 120 кг. Массивный металлический корпус и проточки под захват подразумевали долговечное использование и обслуживание. Рейка с инжекторами располагается в труднодоступном месте под впускным коллектором и шумовой защитой. Но все же, демонтаж всего узла может быть легко осуществлен снизу двигателя, не прилагая больших усилий. Единственная проблема раскачать закисший инжектор специально изготовленным ключом. Ключ на 18 мм со сточенными краями. Все работы приходится производить через зеркало из-за труднодоступности. При раскачке возможна раскрутка инжектора, поэтому при сборке нужно всегда проверять ориентацию сопла относительно обмотки.

Далее на фото общий вид демонтированного инжектора (инжекторов) двигателя 3S-FSE,вид загрязнённого сопла (распыла). Как правило, при демонтаже, всегда заметны следы закоксовки сопла. Эту картину можно увидеть при использовании эндоскопа, заглянув в цилиндры.

А при сильном увеличении четко видно практически полностью закрытое коксом сопло инжектора. Естественно при загрязнении сильно изменяется распыл и производительность инжектора, оказывая влияние на работу всего двигателя в целом. Плюсом в конструкции, бесспорно, является тот факт, что форсунки отлично моются. Инжекторы после промывки способны долго нормально работать без сбоев. Далее на фотографии инжектор в разборе двигателя 3S-FSE.

Проверку инжекторов можно осуществить на стенде на производительность налива за определенный цикл и на наличие неплотностей в игле при тесте пролива.

Разница налива на этом примере очевидна.

Форсунка не должна давать капель, иначе её просто следует заменить. Конечно же, такие тесты форсунки при малом давлении являются не корректными, но все же многолетнее сравнение доказывает, что такой анализ имеет право на существование. Возвращаясь к тому факту, что форсунка является разборной, а двигатель видавший виды — очень не рекомендуется производить разбор сопла, дабы не нарушить притертость соединений игла седло. Важен и тот факт, что сопло своеобразно сориентировано для правильного попадания заряда топлива, а нарушение ориентации приводит к неравномерной работе на х\х. При промывке в ультразвуке вообще следует первый 10 минутный цикл производить без подачи импульсов открытия. Затем, остудив инжектор, повторить промывку с управляющими импульсами. Ультразвук, как правило, не может полностью очистить, выбить отложения из инжектора. Правильней применять при очистке ещё и метод пропускной очистки. Закачивать агрессивный раствор под давлением внутрь инжектора на время, а затем продувать сжатым воздухом с очистителем. Помимо механических проблем с инжекторами встречаются и электрические неисправности на двигателях 3S-FSE. Инжекторы имеют сопротивление обмотки 2.5 Ом. При изменении сопротивления обмотки инжектора блоком управления фиксируется ошибка: P1215 Форсунки. При замыкании обмотки на корпус происходит отключение двух инжекторов. Управление инжекторами организовано попарно 1-4 и 2-3 цилиндры.

Пример замкнутого инжектора.

При диагностике системы питания и, в частности, инжекторов следует сопоставлять данные газоанализа в различных режимах работы двигателя. Как пример в обычном режиме уровень СО, при времени впрыска 0,6-0,9 мс, не должен превышать 0,3%(бензин Хабаровский), а уровень кислорода не должен превышать 1%;повышение кислорода говорит о недостатке топливоподачи и, как правило, провоцирует блок управления увеличить подачу. на фото показания газоанализа с различных автомобилей.

В обеднённом же режиме количество кислорода должно быть порядка 10%,а уровень СО в нулях (на то он и обеднённый впрыск). Следует также учитывать и нагар на свечах. По нагару можно определить увеличенную или забеднённую подачу топлива.

Светлый железный (феррозный) нагар говорит о плохом качестве топлива и о уменьшенной подаче.

Напротив чрезмерный угольный нагар говорит о повышенной подаче. Свеча с таким нагаром не способна правильно работать, и при проверке на стенде показывает пробои по нагару, либо отсутствие искрообразования из-за пониженного сопротивления изолятора. После очистки инжекторов и последующем монтаже инжекторов следует приклеивать солидолом отражательную и упорную шайбы.

Так как давление, подводимое к инжекторам, в несколько раз больше, чем на простых двигателях, для управления применили специальный усилитель. Управление осуществляется высоковольтными импульсами. Это очень надежный электронный блок. За все время работы с двигателями был только один отказ, да и то из-за неудачных экспериментов с подачей питания на инжекторы. На фото усилитель от двигателя 3S-FSE.

При диагностировании топливной системы следует обращать внимание (как уже упоминалось выше) на долговременную топливную коррекцию. Если показания выше 30-40процентов, следует проверить напорные клапана в насосе и на линии обратки. Нередки случаи, когда заменен насос, промыты форсунки, заменены фильтры, а перехода в обеднёнку не происходит. Давление топлива в норме (по показаниям датчика давления). В таких случаях следует заменить клапан аварийного сброса давления, установленного в топливной рейке. Если вы сами производите замену насоса, то обязательно диагностируйте состояние напорных клапанов и проверяйте наличие мусора на выходе насоса (грязь, ржа, топливный осадок). Клапан не является разборным и при подозрениях на утечку его просто меняют.

Внутри клапана находится напорный клапан с мощной пружиной, рассчитанный на аварийный сброс давления. На фото клапан в разборе. Отремонтировать его нет возможности

При увеличении можно разглядеть выработку в паре (игла седло)

При пропусках в соединениях клапана возникают потери давления, что сильно влияет на запуск двигателя. Долгое вращение, черный выхлоп и не запуск будут результатом неправильной работы клапана либо напорных клапанов в насосе. Этот момент можно проконтролировать вольтметром при запуске на датчике давления и оценить набивку давления за 2-3 секунды вращения стартером. Следует отметить еще один важный момент необходимый для успешного запуска мотора 3S-FSE. Стартовая форсунка осуществляет 2-3 секундную подачу топлива при холодном пуске во впускной коллектор. Начальное обогащение смеси задает именно она, пока происходит накачка давления в основной магистрали. Форсунка также очень хорошо моется в ультразвуке, а после промывки долго и успешно работает.

Впускной коллектор и очистка от сажи.

Практически любой диагност или механик, менявший свечи в двигателе 3S-FSE,сталкивался проблемой очистки впускного коллектора от сажи. Инженеры Тойоты организовали структуру впускного коллектора таким образом, чтобы большая часть продуктов полного сгорания не выбрасывалась в выпуск, а наоборот оставалась на стенках впускного коллектора. Происходит чрезмерное накопление сажи во впускном коллекторе, что сильно душит двигатель и нарушает правильную работу систем.

На фотографиях верхняя и нижняя часть коллектора двигателя 3S-FSE,грязные заслонки. Справа на фото канал клапана EGR, все коксовые отложения берут начало именно отсюда. Существует много споров глушить или нет, этот канал в Российских условиях. Мое мнение, при закрытии канала страдает экономия по топливу. И это многократно проверено на практике.

При смене свечей обязательно необходимо чистить верхнюю часть впускного коллектора, иначе при установке кокс оторвется и попадет в нижнюю часть коллектора. При монтаже коллектора железную прокладку достаточно только отмыть от отложений, герметик использовать нет необходимости, иначе последующиё съём будет проблематичным.

Такое количество отложений опасно для двигателя.

Очистка сажи в верхней части не решает практически проблему. Основная чистка необходима нижней части коллектора и впускных клапанов. Засаженность может достигать 70% от всего объёма прохода воздуха. При этом перестает работать правильно система изменяемой геометрии впускного коллектора. Сгорают щетки в моторе заслонок, отрываются магниты от чрезмерных нагрузок, пропадает переход в обеднёнку. Далее на фотографиях уязвимые элементы мотора.

Дополнительную проблему составляет съём нижней части коллектора. Ее невозможно провести без демонтажа опоры крепления двигателя, генератора, и выкручивания опорных шпилек (этот процесс очень трудоемкий). Мы используем дополнительный самодельный инструмент для выкручивания шпилек, позволяющий облегчить демонтаж нижней части, либо вообще используем контактную сварку или сварку полуавтоматом, для фиксации гаек на шпильках. Особую трудность для демонтажа коллектора представляет пластик электропроводки. Приходится буквально изыскивать миллиметры для откручивания. Коллектор после очистки. Очищенные заслонки должны возвращаться под действием пружины без закусываний. В верхней части важно очистить каналы EGR. Чистить также необходимо и надклапанное пространство вместе с клапанами. Далее на фотографиях грязные клапан и надклапанное пространство. Такие отложения сильно влияют на экономию топлива. Перехода в обеднённый режим нет. Запуск затруднен. О зимнем запуске можно даже не упоминать в таком положении.

Газораспределение.

На двигателе 3S-FSE установлен ремень ГРМ. При обрыве ремня происходит неминуемая поломка головки блока и клапанов. Клапана встречаются с поршнем при обрыве. Состояние ремня следует проверять при каждой диагностике. Замена не составляет проблем за исключением маленькой детали. Натяжитель должен быть либо новый, либо взведенный перед снятием и установленный под чеку. Иначе снятый ролик будет очень трудно взвести. При снятии нижней шестерни важно не поломать зубья (обязательно открутить стопорный болт), иначе будет срыв запуска и неминуемая замена шестерни. Далее фотография ремня ГРМ при проверке. Такой ремень требует замены.

При смене ремня натяжитель лучше ставить новый, без компромиссов. Старый натяжитель легко входит в резонанс, после повторного взвода и установки. (На промежутке 1,5 — 2,0 тысяч оборотов.) Этот звук повергает в панику владельца. Двигатель при этом издает рычащий неприятный звук. Далее на фото установочные метки на новом ремне ГРМ,

Взведённый натяжитель и шестерня коленвала. Над шестерней отчетливо виден болт, который фиксирует её съём. При обрыве ремня страдает головка с клапанами. Клапана неизбежно загибает при столкновении с поршнем.

Электронный дроссель.

На двигателе 3S-FSE впервые применили электронную дроссельную заслонку.

Есть несколько проблем связанных с неисправностью этого узла. Во – первых при загрязнении проходного канала уменьшаются обороты х\х и возможны остановки двигателя после перегазовок. Лечится очисткой карбклинером. После очистки необходимо сбросить накопленные блоком управления данные о состоянии заслонки, отключением АКБ. Во вторых отказ датчиков АПС и ТПС. При замене АПС не нужны регулировки, а вот при замене ТРС придется повозиться. На сайте https://forum.autodata.ru диагносты Антон и Арид уже выкладывали свои алгоритмы регулировки датчика. Но я пользуюсь дугой методой настройки. Я скопировал показания датчиков и упорных болтов с нового блока и пользуюсь этими данными как матрицей. Далее на фото установочные метки привода мотора, деформированный неправильной установкой TPS.

Привод датчика положения дросселя, установочная матрица .

На какие машины ставился силовой агрегат

Этот двигатель 3S FSE можно найти на следующих машинах:

• Toyota Corona Premio, Годы выпуска – 96 – 2001;
• Toyota Vista модификации V50. Эту машину выпускали с 98 по 2003 годы и оснащали данным типом мотора;
• Toyota Nadia XN 10. Выпускалась с 98 года по 2001.

По городу расход горючего у двигателя 3S FSE слегка увеличен, но все же меньше, чем у двигателей, которые устанавливались на внедорожники. Так потребление горючего составляет 10,2 литра в городском режиме. А при движении по трассе расход падает до 6 литров на 100 километров. В смешанно режиме снова возрастает до 7,2 литров.

Проблемные датчики.

Основным проблемным датчиком, конечно же, является датчик кислорода со своей извечной проблемой обрыва подогревателя. При нарушении проводимости подогревателя блок управления фиксирует ошибку, и перестает воспринимать показания датчика. Коррекции в этом случае равны нулю и перехода в обеднёнку нет.

Другим проблемным датчиком является датчик положения дополнительных заслонок.

Очень редко приходится приговаривать датчик давления на двигателях 3S-FSE, только если обнаружено большое количество мусора в рейке и следы наличия воды.

При замене маслосъёмных колпачков иногда ломают датчик распредвала. Запуск становится сильно затянутым 5-6 проворотов стартером. Блок управления регистрирует ошибку Р0340.

Контрольный разъём датчика распредвала находится в районе тосольных трубопроводов около блока заслонки. На разъёме можно легко проверить работоспособность датчика, применив осциллограф. Несколько слов о катализаторе. Их установлено два на двигателе. Один — непосредственно в выпускном коллекторе, второй под днищем автомобиля. При неправильной работе системы питания либо системы зажигания происходит оплавление, либо засаживание сот катализаторов. Пропадает мощность, происходят остановки двигателя при прогреве. Проверить проходимость можно датчиком давления через отверстие датчика кислорода. При повышенном давлении следует детально проверять оба ката. На фотографии место подключения манометра. Если при подключении манометра давление выше 0,1 кг на х\х,а при перегазовках заваливает за 1,0 кг ,то есть большая вероятность забитого выпускного тракта.

Внешний вид верхних катализаторов двигатель 3S-FSE.

Нижний катализатор.

На фото второй, оплавленный катализатор. Давление выхлопа доходило при перегазовках до 1,5 кг. На холостом ходу давление было 0.2 кг. В данной ситуации такой катализатор необходимо удалять, единственным препятствием является то, что катализатор необходимо вырезать, а на его место вваривать трубу соответствующего диаметра.

Недостатки поломки и проблемы

Опытные автовладельцы уверяют, что двигатель 3S FSE может пройти 600 тысяч километров без капитального ремонта. Хотя производитель утверждает, что ресурс мотора заканчивается на трехсот тысячах.

Внимание! Двигатель 3S FSE не является надежным силовым агрегатом, но при должном уходе может служить долгое время не ломаясь.

Опытные механики отмечают, что первым выходит из строя ТНВД. Помпа – это самое проблемное место движка. Жизненный ресурс насоса падает до нуля при достижении пробега в 100 тысяч километров. Автовладельцы обращаются за ремонтом двигателя из-за падения компрессии. Опытные механики проверяют помпу по показаниям датчика. Но обычно при поломке насоса мотор останавливается во время работы на холостом ходу. С этой проблемой и приезжают автовладельцы.

Похожая статья Технические характеристики и отзывы двигателя 3СТ

Разрушение сальника, который находится между емкостью с горючим и картером двигателя. Он начинает давать течь. Бензин напрямую попадает в мотор. Это может привести к выходу из строя всего силового агрегата. Поэтому необходимо вовремя обращаться за профилактическим обслуживанием в сервис-центр.

Если разрушается сальник помпы, то автовладелец замечает, как скачут обороты на холостом ходу. Бывает, что двигатель 3S FSE перестает работать, когда происходит перегазовка. Так происходит потому, что смесь чересчур обогащается. А электронные системы анализирует переобогащение и пытаются прекратить процедуру. Из-за этого возникают сбои в работе и автоматическое выключение движка.

Опытные автовладельцы жалуются на слишком высокий расход горючего. Подобное происходит в случае загрязнения форсунок, дроссельной заслонки. Опытные механики проводят чистку перечисленных элементов и потребление топлива нормализуется.

Механики не рекомендуют проводить чистку в гаражных условиях. Если ремонтирующий недостаточно опытен, то он может изменить угол датчика ТРС, который находится в конструкции дроссельной заслонки. Это приведет к выходу из строя всего двигателя 3S FSE.

Если ломается датчик температуры воздуха, который находится в впускном коллекторе, то при понижении температуры двигатель 3S FSE может не запуститься с первого раза. Автовладельца в этом случае преследует ошибка P0115 на панели приборов.

Система зажигания.

На двигателе организована индивидуальная система зажигания. Для каждого цилиндра своя катушка. Блок управления двигателем научен контролировать работу каждой катушки зажигания. При неисправности фиксируются соответствующие цилиндру ошибки. При эксплуатации двигателей особых проблем системы зажигания не замечено. Проблемы возникают лишь по причине неправильных ремонтов. При замене ремня ГРМ и сальников ломают зубья маркерной шестерни коленвала.

При смене свечей зажигания рвут изоляционные наконечники катушек зажигания.

Это приводит к пропускам при разгоне автомобиля. А при перетяжке верхних гаек свечных стаканов, в стаканы начинает проникать моторное масло. Что неминуемо приводит к разрушению резиновых наконечников катушек. При неправильной смене свечей из-за увеличения зазоров происходит электрический пробой вне цилиндра (токовые дорожки). Эти пробои разрушают и свечи и резину.