3s двигатель в чем отличие поколения

Детонация ДВС

Не корректный процесс воспламенения в силовом агрегате 3S-FE возникает из-за нарушения нормального цикла сгорания топливной смеси в цилиндрах. Подаваемое в камеру сгорания топливо, сгорает слишком быстро, что способствует формированию большого количества энергии. Она приводит к образованию ударной силы, которая препятствует нормальному движению поршня.

Читать дальше: Страховка после покупки авто

Детонация происходит при воспламенении топливной смеси в тот момент, когда поршень еще не отработал цикл сжатия. Время нормального воспламенения топливовоздушной смеси должно совпадать с моментом подхода поршня к верхней мертвой точке. При этом распространение образовавшегося пламени в цилиндре должно осуществляться со скоростью 30 м/с. Процесс детонации в моторе 3S-FE сопровождается увеличением указанного показателя до 2000 м/с.

Из-за чего может детонировать двигатель

Выделяются две основные причины возникновения детонации моторов 3S-FE:

• не соблюдение рабочих режимов эксплуатации силового агрегата;
• применение бензина низкого качества.

Нарушение эксплуатации двигателя, чаще всего, проявляется при его работе под нагрузкой. В этом случае, требуется правильно совмещать обороты коленчатого вала с соответствующей передачей. В противном случае, работа мотора будет сопровождаться проявлением звонких металлических стуков. Ещё одним фактором, способствующим образованию детонирования, является раннее зажигание. Данный фактор сопровождается воспламенением топлива до момента возврата поршня в верхнюю мертвую точку. Это приводит к образованию противодействующей силы относительно движения поршня.

Сильное влияние на формирование детонации оказывает состояние камеры сгорания. Наличие сильного нагара приводит к сокращению объема, что увеличивает степени сжатия, а также повышению температуры внутри цилиндра. При эксплуатации мотора 3S-FE со свечами зажигания с не подходящим калильным числом, также может проявиться неверное воспламенение.

Контроль над соотношением подаваемой топливовоздушной смеси ведется электронным блоком управления. Заводские настройки позволяют топливу сгорать за установленный промежуток времени. При внесении изменений в ЭБУ, посредством применения новой прошивки, со временем может возникнуть детонация двигателя.

От используемого бензина, также зависит вероятность не правильного воспламенения в моторе 3S-FE. В первую очередь, она может проявиться из-за несоблюдения октанового числа, прописанного заводом изготовителем. Но наблюдаются ситуации, когда владельцы выполняют требования по используемому бензину, а проблема все равно возникает. В этом случае, причиной является низкое качество топлива.

Последствия детонации

Процесс не верного воспламенения приводит к негативным последствиям для двигателя, которые могут сопровождаться его полным выходом из строя или существенным уменьшением ресурса. Среди них:

• значительно теряется мощность;
• увеличивается расход топлива;
• уменьшается ресурс кривошипно-шатунного механизма и цилиндропоршневой группы;
• увеличивается температура.

Ударная волна, возникающая в результате несвоевременного сгорания смеси, приводит к нарушению масляной пленки внутри цилиндров. Это сопровождается увеличением трения между поршнем и цилиндром, что влечет за собой нарушение температурного режима двигателя. В результате постоянного перегрева, общего или локального, может произойти прогорание прокладки головки блока или расплавление поршня.

Принцип работы ДД

Главной конструктивной частью датчика детонации является дискообразный пьезоэлемент. Он предназначен для преобразования механической энергии в электрическую, при проявлении установленной частоты колебаний. В тех случаях, когда в результате детонации возрастет частота колебаний силового агрегата, и она сравняется с уставкой пьезоэлемента, он начнет обтекаться током. Это будет зафиксировано электронным блоком управления. Датчик напрямую вкручивается в мотор 3S-FE, имея соединение с ЭБУ одним проводом.

Надежность двигателя 3S-FE

Корпорация установила ожидаемый ресурс силовой установки, его значение составило 300 тыс. км пробега.  Эксплуатация в обычных условиях, при учете нагрузочных факторов и временных факторов проведения ТО, а также допущении ошибок при вождении транспортного средства,  приведет к появлению проблем в функционировании силовой установки при пробеге в 200 тыс. км.

Поскольку параметры мощности не столь высоки, несмотря на большой объем рабочих камер цилиндров двигателя, надежность их держится на высоком уровне. Использование качественных смазочных и топливных  материалов, а также установка дорогих запасных частей, обеспечили некоторым автомобилям с мотором 3С-ФЕ прохождение пробега свыше миллиона километров.

Степень надежности данных двигателей существенно отличается до 1996 года и после. Этот факт наблюдается по причине того, что до четвертого поколения, моторные установки практически полностью имели механический тип.

Основные неисправности:

1. Вибрация на низкой частоте вращения коленвала.
2. Потребления смазочных материалов до 10 л на 10 тыс. км пробега.
3. Состояние подшипников на помпе и масляном насосе определяли срок службы ремённого элемента ГРМ.
4. Нарушение работы системы, контролирующей впрыск топлива.

На двигателе возможен промежуточный капитальный ремонт, представляющий собой расточку блока и замену поршневого механизма, а также колец на размеры, соответствующие ремонтным. Поэтапное проведение процесса ремонту силовой установки 3S описано в инструкции по ремонту с помощью собственных сил.

Однако работы по расточке, можно было осуществить не на всех поколениях. ГБЦ в двигателе 3S-FE является одноразовой и не подлежит расточке. Также шатунные болты могли оборваться, в связи с использованием дешевых материалов исполнения, для получения экономии производства.

Обратите внимание! Ремонт силовых установок, выпущенных после 1996 года, невозможен. Срок службы таких двигателей зависит от условий эксплуатации и качество использование смазочных и  топливных материалов

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.

Неисправности и их причины

1. Известен попаданием бензина в картер и сильным износом ШПГ. Признаки: повышается уровень масла (масло пахнет бензином), автомобиль дергается, работает неравномерно, глохнет, обороты плавают. Решение: меняйте ТНВД.(обоснование?!)

2. Клапан EGR, это вечная проблема на всех двигателях с системой рециркуляции отработанных газов. С течением времени, при использовании некачественного бензина, клапан EGR закоксовывается, начинает клинить и со временем полностью перестает действовать, вместе с тем, плавают обороты, двигатель тупит, не едет и т. д. Проблема решается систематическими чистками клапана, либо его глушением.

3. Падают обороты, глохнет, не едет. Все проблемы с холостым ходом, в большинстве случаев, решаются чисткой блока дроссельной заслонки, если же не помогло, то чистим впускной коллектор. Кроме того, причиной может стать бензонасос и загрязненный воздушный фильтр.

4. Высокий расход топлива на 3S, иногда даже абсурный. Регулируйте зажигание, чистите форсунки, БДЗ, клапан холостого хода.

5. Вибрации. Устраняются заменой подушки двигателя, либо не работает цилиндр.

6. Греется 3S. Проблема кроется в крышке радиатора, меняйте.

В общем и целом, двигатель Toyota 3S хороший, при адекватном обслуживании ездит долго и достаточно резво. Ресурс, в нормальных условиях, легко переваливает за 300 тыс. км. Если не усложнять себе жизнь и не брать 3S-FSE, то проблем с движком не будет.

На базе 3S производились модификации с различными рабочими объёмами, младший брат 4S — 1.8 л., расточенная версия 5S — 2.2 л.

В 2000 году появился новый мотор 1AZ-FE, который и заменил ветерана 3S.

Неисправности силовой установки

Ввиду того, что силовая установка эксплуатировалась продолжительный период, известны слабые стороны. К проблемам двигателя относятся:

• Периодически мотор не держит холостые обороты, происходит сбой настроек.Как правило, симптом такого поведения, собравшийся нагар на поверхности стенок впускного коллектора. По этой причине снижается объём камеры сгорания, к тому же на дроссельной заслонке скапливается грязь. Решение проблемы, чистка заслонки и коллектора. К тому же не мешает заменить воздушный фильтр агрегата. Вторая причина, неисправность бензонасоса двигателя, который так же нуждается в диагностике.
• Сразу не гаснет давление масла двигатель 3S FE при запуске холодной установки.Частое и распространённое явление, симптом проявляется у каждого второго владельца. Если лампа гаснет в течение 3-4 секунд, то волноваться по этому поводу не стоит. Однозначного решения нет, поскольку проблема, это следствие конструктивных особенностей мотора. По ряду причин, смазка не может быстро достичь до нуждающихся деталей и механизмов. Некоторое время давление рабочей жидкости недостаточное, поэтому датчик продолжает сигнализировать об этом. По достижению требуемого значения давления, лампочка тухнет.
• Мотор работает не устойчиво, обороты агрегата изменчивы.Причина поведения кроется в выходе из строя клапана EGR, который отвечает за циркуляцию выхлопных газов. Поломка встречается часто на двигателе, поскольку несёт прямую зависимость чистоты топлива. Решить проблему позволит чистка или замена клапана.
• Сильные вибрации силовой установки.Характер проблемы кроется в износе подушки мотора, либо сбое в работе цилиндров агрегата. Решение проблемы начинается с диагностики мотора и определения работоспособности цилиндров. После чего проводится осмотр подушек двигателя, меняются вышедший из строя элементы.
• Повышенный расход топлива.Проблема, следствие нарушений в зажигании, сбое в регулировках клапана холостого хода и скопление грязи в форсунках двигателя. Устранение связано с регулировкой и чисткой выше перечисленных узлов.

Не заводится двигатель 3S FE, причины следующие:

1. Залиты свечи зажигания силовой установки, для устранения продуть двигатель и прокалить свечи;
2. Недостаток давления в топливной рампе не даёт завести мотор. Сначала меряют давление, если ниже трёх атмосфер, меняют бензонасос;
3. Забит топливный фильтр или топливная аппаратура. Очистка поможет решить проблему;
4. Износился угольный контакт трамблёра. Заменить контакт;
5. Вышли из строя высоковольтные жгуты. Заменить детали;
6. Не исправлен датчик Холла. Меняем датчик, либо трамблёр;
7. Проверить работу насоса, возможно, вышел из строя предохранитель EFI;
8. Не открываются форсунки. Неверный сигнал о положении распределительного вала. Проверить работу датчика Холла и электронного блока управления. Двигатель 3 S FE не заводится, поскольку электронный блок не понимает, в каком положении шатуны и поршни агрегата.

Двигатель 3S FE: схема расположения EFI предохранителя

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.

Похожая статья Двигатель на Газель Некст: виды, объем и характеристики

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.

Характеристики 3S-FE

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. 

3S-FE устанавливался на автомобили:

• dvigateli.ru
• 02/09/2021
• 1