Бензиновый агрегат Toyota 3S-FSE появился в производственной программе концерна в 1996 г. Мотор построен на базе блока 3S-FE, который начал выпускаться в середине 80-х гг. На новом двигателе была внедрена инновационная система непосредственного впрыска, получившая обозначение D4. Первое время силовые агрегаты поставлялись только на внутренний рынок Японии, где конкурировали с моторами Mitsubishi, оснащенными похожей системой GDI.

Характеристики

Тип двигателябензиновый
Мощность137 - 155 л.с. (101 - 114 кВт)
Объем1998 куб. см.
Конструкциярядный
Тип топливабензин
Топливная смесьВпрыскивание во впускной коллектор/Карбюратор
Система питаниявсасывающее устройство
ГРМDOHC
Привод ГРМЗубчатый ремень
Тип охлажденияжидкостное
Компрессия9.8 : 1
Диаметр цилиндра86 мм
Ход поршня86 мм
Количество цилиндров4
Количество подшипников коленчатого вала5
Количество клапанов16

Применяемость

Toyota Camry XV10

Toyota Carina ED, второе поколение (ST180)

Toyota Corona, десятое поколение (T210)

Toyota Nadia

Toyota Vista, пятое поколение (V50)

Конструкция

Рядный 4-цилиндровый двигатель 3S-FSE оснащен поршневой группой с усиленной конструкцией, которая обеспечила безотказную работу при повышенной степени сжатия. В системе подачи топлива применен механический ТНВД, обеспечивающий подачу топлива под высоким давлением (по нормативам завода до 120 бар). Часть выхлопных газов (до 40% объема) отводилась через систему рециркуляции обратно в цилиндры. Такая схема работы позволила сократить количество вредных выбросов в атмосферу.

Блок цилиндров изготовлен из высокопрочного чугуна. Конструкция детали позволила выполнить зеркала цилиндров непосредственно в теле блока. Головка блока литая из алюминиевого сплава, включает в себя 2 распределительных вала. В конструкции ГРМ применена фирменная система VVTi, изменяющая фазы газораспределения вала впускных клапанов. Настройка зазоров в клапанном механизме выполняется при помощи шайб, которые устанавливаются между кулачком и толкателем.

Фотографии 3D FSE (D4)

Коленчатый вал имеет 5 опор. Спереди и сзади установлены сальники, предотвращающие течь масла. Система смазки принудительная, запас жидкости объемом 4,5 л находится в поддоне. При нормальных условиях температура масла составляет 80°С. Охлаждение принудительное, циркуляция жидкости выполняется насосом. Объем антифриза зависит от типа коробки передач, находится в пределах 5,7-5,8 л.

Впускной коллектор на двигателе 3S-FSE оснащен механизмом изменения поперечного сечения каналов, на входе установлен электронный дроссель. Регулировка каналов выполняется шаговым электродвигателем. Особенностью конструкции двигателя является корректировка соотношения количества топлива и воздуха для разных условий эксплуатации. На холостом ходу топливная смесь бедная, что способствует снижению расхода топлива и сокращению выбросов. По мере увеличения нагрузки состав смеси корректируется в сторону обогащения.

Инжектор мотора оборудован топливной рейкой и модернизированными форсунками, приспособленными для работы под высоким давлением. Система зажигания оснащена индивидуальными катушками, установленными в свечных колодцах.

Неисправности: диагностика и ремонт

Конструкция мотора рассчитана на пробег не менее 300 тыс. км. Однако существуют образцы с пробегом более 600 тыс. км без капитального ремонта. При этом двигатель не относится к категории надежных силовых агрегатов.

Распространенные поломки двигателей:

  1. Проблемным местом на ранних сериях двигателя 3S-FSE является механический насос. Согласно заводской инструкции, узел имеет ресурс работы 100 тыс. км, после чего производится замена ТНВД. Проверка состояния насоса проводится по показаниям датчика давления. Для этого требуется подключить мультиметр к выходам датчика или колодке контроллера двигателя. Нормативное напряжение лежит в диапазоне 2,0-3,7В. При падении значения ниже 1,3В на холостом ходу происходит остановка мотора (с фиксацией ошибки Р0191).
  2. Привод насоса выполнен от распределительного вала, полость с топливом отделена от картера двигателя тонким уплотнительным кольцом. Вышедший из строя сальник насоса пропускает бензин в двигатель. Зафиксировать попадание топлива можно при помощи газоанализатора, чувствительный элемент размещается в горловине для заливки масла. Допустимое значение углеводородов СН составляет 200-250 ед.
  3. При работе двигателя с протекающим сальником насоса наблюдаются скачки оборотов холостого хода и внезапные остановки при перегазовке. Это связано с попаданием паров бензина через систему рециркуляции во впускной коллектор, что вызывает излишнее обогащение смеси. Электроника фиксирует проблему и пытается уменьшить подачу топлива. Из-за этого и возникают сбои в работе.
  4. Большой расход топлива является следствием загрязнения форсунок, клапана холостого хода и элементов дроссельной заслонки. После проведения чистки расход возвращается к нормативным значениям. В конструкции дроссельного узла имеется датчик ТРС, определяющий положение заслонки. Часто при разборке узла нарушается угол установки детали, что приводит к нестабильной работе двигателя и повреждению приводов. В этом случае приходится выполнять замену ТРС или дросселя в сборе.
  5. При использовании некачественного бензина и изношенной поршневой группе происходит засорение напорного клапана системы рециркуляции отработавших газов. Ремонт заключается в промывке узла или отключении.
  6. Затрудненный запуск при пониженной температуре является следствием выхода из строя датчика температуры воздуха на впуске. При проведении диагностики в памяти блока управления будет ошибка с кодом Р0115.
  7. Нестабильные обороты холостого хода или затрудненный набор оборотов на двигателе 3S FSE — признак загрязнения дросселя, который необходимо промыть. В отдельных случаях требуется снятие впускного коллектора и очистка внутренних полостей (в том числе регулировочных заслонок). Также причиной может стать засоренные топливный и воздушный фильтры.

Для проверки топливной системы необходимо выполнить действия:

  1. Давление первого насоса при диагностике проверяется манометром. Для проведения замера давления требуется подключить прибор на рейку. После включения зажигания давление должно войти в норму (4,0-4,5 кг/см²) за 2-3 секунды.
  2. Повышенное давление в рампе указывает на неисправность клапана аварийного сброса давления. В этом случае будут наблюдаться проблемы с пуском горячего двигателя. Поврежденную деталь необходимо промыть в ультразвуковой ванне или заменить.
  3. Пониженное давление создает проблемы при запуске двигателя с любой температурой. При низких значениях давления топливо просто не пройдет через распылители форсунок.
  4. Большое влияние на давление топлива оказывает состояние топливных фильтров, установленных в баке. При проведении замены элементов требуется провести разборку и сборку топливной кассеты, расположенной в баке. Ошибки при установке деталей приводят к прекращению подачи топлива.

Проведение компьютерной диагностики позволяет определить поврежденные компоненты электроники, наиболее часто выходящие из строя:

  • датчики положения коленчатого и распределительного вала;
  • измеритель массы подаваемого в цилиндры воздуха;
  • лямбда-зонды;
  • датчики положения педали газа и заслонки в дроссельном узле;
  • клапаны управления заслонками и фазовращателем.

Регламентные работы включают в себя:

  • смену моторного масла и фильтра раз в год или через 10 тыс. км;
  • заливку свежей охлаждающей жидкости через 40 тыс. км пробега (либо через каждые 2 года);
  • установку новых свечей зажигания — каждые 20 тыс. км (срок службы свечей с платиновым электродом составляет 80 тыс. км);
  • фильтры топлива и воздуха меняются через 40 тыс. км;
  • каждые 100 тыс. км необходимо проводить замену ремня ГРМ.

Тюнинг

Доработка моторов заключается в следующем:

  • шлифовка каналов системы газораспределения и камер сгорания;
  • установка распределительных валов с измененным профилем кулачков;
  • монтаж модернизированного впускного коллектора и прямоточного выпуска;
  • прошивка блоков управления доработанным программным обеспечением.

Подобные действия позволяют получить прибавку мощности до 15-20% при сохранении ресурса агрегата. Дальнейшие доработки включают в себя установку разрезных шестерен ГРМ, удаление фазовращателя. Ряд владельцев устанавливают турбокомпрессоры. В результате получается хорошая прибавка мощности, но ресурс моторов снижается.