Тойотовская «классика», выносливая и неприхотливая — так можно охарактеризовать двигатель 3S-FE. Впервые мотор этой модификации установили на Камри V20 1986 года. Модернизация движка 1991, 1996, 1998 годов внесла серьёзные изменения в систему зажигания, распредвалы, ГРМ, впускной коллектор и шатунно-поршневую группу. Обновления 3S-FE оказались не во всём успешными, однако, мотор оставался в производстве 17 лет.
Технические характеристики 3S-FE
Рядный 4-цилиндровый 16-клапанный ДВС 3S-FE с рабочим объёмом 2 л (1998 см3) построен на базе 2S-FE. Конструкторы уравняли ход поршня и диаметр цилиндра, сделав их по 86 мм. Показатели мотора выросли до 115 л.с. и 162 Нм. Силовая установка стала оснащаться не только МКПП, но и АКПП.
После обновления 1996 года агрегат получил новые характеристики:
| Двигатель | 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 FSE | 145/ 6000 | 196 |
Технические характеристики двигателя 3S-FE могут изменяться в зависимости от модификации и года выпуска, но различия не превышают 5%.
Степень сжатия 3S-FE до 1996 года равна 9.5, после 1996 — 9.8. В мотор допустимо заливать бензин АИ-92 и АИ-95. Расход топлива при работе с МКПП:
- в смешанном цикле — 8,5 — 9,5 л;
- на трассе — 7 — 8 л;
- в городе — 11,5 — 13 л.
Расход масла в исправном двигателе 3S-FE составляет от 0,2 до 1 л на 10 000 км. Производитель рекомендует менять масло и фильтр каждые 10 000 км или раз в год. Заправочная ёмкость — 3,9 л. Для заливки подходят моторные масла с вязкостью 5W-30 и 10W-30.
Ресурс двигателя — 300 тыс. км по данным завода. Однако при регулярном обслуживании и правильной эксплуатации 3S-FE может пройти свыше 500 тысяч до капремонта. С хорошим сервисом агрегат проработает и более 700 тыс. км.
Особенности конструкции
ДВС 3S-FE сконструирован просто и продуманно. Блоки цилиндров выполнены из чугуна, головки блока из алюминия. Распределительных вала два. Гидрокомпенсаторов нет. Головки блока продуваются слабо, поэтому двигатель не подходит для форсированных нагрузок. Система подачи топлива инжекторная с электронным многоточечным впрыском.
Из недостатков мотора 3S-FE можно отметить шумную работу выхлопной системы, ощутимые шуршания шкивов и роликов. После 200 000 км проявляется хороший масляный аппетит и большой расход топлива. Двигатель завален к моторному щиту, что усложняет доступ для обслуживания.
Серьёзная проблема обнаружилась после модернизации 1996 года. Конструкторы снизили массу поршневой группы на 0,7 кг, оставив неизменным коленвал. В целях экономии балансировку обновлённого кривошипно-шатунного механизма не производили, что привело к появлению вибрации. Под её действием головки болтов одного из шатунов отрывает. Деталь срывается с места и пробивает блок цилиндров. Для предотвращения аварии во время ремонта поршневой группы необходимо менять шатунные болты и закручивать строго с номинальным моментом.
Доработки агрегата в 1996 году затронули систему зажигания. Механические трамблёры заменили на сдвоенные катушки, которые работают на 2 свечи. Это увеличило нагрузку на свечи и проводку в 2 раза.
В некоторых моделях 3S-FE установлена система рециркуляции газов EGR. Для управления использован электровакуумный клапан и вакуумный модулятор-мембрана. При разрежении газа клапан EGR открывается. После закрытия клапана EGR отработанные газы проходят через фильтр модулятора. Каждые 2 года фильтр желательно продувать с помощью сжатого воздуха.
Совершенствуя мотор, конструкторы выпустили новую версию 3S-FSE. Агрегат оснастили непосредственной системой впрыска D4, добавили мощности, но в целом попытка оказалась неудачной. Двигатель работал с перебоями из-за поломки ТНВД. Недостаточная смазка коленвала и скапливание нагара во впускном коллекторе, заставляли владельцев часто заглядывать в сервис.
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.
| Модель Тойота | Привод | Годы выпуска |
| Avensis ST220 | 2WD | 1997 — 2003 |
| Caldina ST190, ST210 | 2/4WD | 1992 — 2002 |
| Camry V20, V30, V40 | 2/4WD | 1986 — 1998 |
| Carina ST170, ST190, ST215 | 2/4WD | 1987 — 2001 |
| Carina ED ST200 | 4WD | 1993 — 1998 |
| Celica ST160, ST180, ST200 | 2/4WD | 1986 — 1996 |
| Corona ST170, ST190, ST210 | 2/4WD | 1987 — 2001 |
| Corona Exiv ST200 | 2WD | 1989 — 1998 |
| Curren ST200 | 2WD | 1994 — 1999 |
| Ipsum/Picnic SXM10 | 2/4WD | 1996 — 2001 |
| Gaia SXM10 | 2/4WD | 1998 — 2002 |
| Nadia SXM10 | 2/4WD | 1998 — 2002 |
| Rav4 SXA10 | 2/4WD | 1996 — 2000 |
| Vista V55, Ardeo | 4WD | 1998 — 2002 |
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.
Описание маркировки
Маркировка двигателя 3S-FE по японской системе выглядит как: 3S-FE DOHC 16V 2.0, где:
- «3» обозначает новую конструкцию в линейке моторов;
- «S» — серию двигателей Тойота;
- «F» — двигатель мощностного ряда от 2,0 до 2,2 л с 4 клапанами на цилиндр;
- «E» — наличие системы EFI;
- «DOHC» — газораспределительный механизм с двумя распредвалами;
- «16V» — V-образный 16-клапанный мотор;
- «2.0» — объём двигателя.
Обзор неисправностей двигателя
Несмотря на продуманность и неприхотливость мотора 3S-FE, водители сталкиваются с некоторыми проблемами:
- повышенный расход топлива. Возникает из-за неправильной работы дроссельной заслонки или одного из датчиков, которые передают неверную информацию в ECU. Загрязнение форсунок также нарушает образование нормальной смеси. Нагар на поршнях приводит к перерасходу топлива за счёт изменения объёма камеры сгорания и потери мощности;
- повышенный аппетит к маслу. Часто встречается в автомобилях с пробегом от 200 000 км. Нагар на поршнях указывает на сильный жор через компрессионные и маслосъёмные поршневые кольца и протекшие сальники клапанов. Неисправность может быть и в датчиках: лямбда-зонде, датчике температуры впускаемого воздуха или map-сенсоре;
- долгий запуск на холодную. Неполадка связана с поломкой топливных форсунок или датчика температуры;
- нестабильная работа двигателя, потеря мощности. Причина в поломке клапана EGR или попадании моторного масла в свечные колодцы: зажигание происходит с пропусками, и движок глохнет на холостых;
- вибрации мотора. Проблема возникает при износе боковых подушек или потере давления в одном из цилиндров.
Неполадки двигателя исправляются заменой или чисткой элементов. Конструкция 3S-FE позволяет делать несложный ремонт даже в гаражных условиях.
https://www.youtube.com/watch?v=KcCTjpVy-sc
Заключение
Двигатель 3S-FE — пример неубиваемого 2-литрового агрегата. Конструкция мотора «без примочек» обеспечила его надёжность и ремонтопригодность. Характерных недостатков движок не имеет. По современным меркам двигатель 3S-FE может оказаться скучным, но в своё время агрегат был популярен. Известны случаи, когда на качественном масле без чрезмерных нагрузок мотор проходил 1 млн км.
