Двигатель Toyota 3S-GTE

В 1990 году корпорация Toyota начала выпуск одного из самых перспективных двигателей с турбиной на то время. Это был силовой агрегат 3S-GTE, оснащенный турбонаддувом. Установка была основана на более простой версии GE, но получила несколько серьезных доработок, чтобы сохранить ресурс. Это один из последних миллионников с чугунным блоком цилиндров, сегодня такие агрегаты невыгодны в производстве.

Интересно, что алюминиевую голову специалисты из Тойота разрабатывали совместно с конструкторами Yamaha, и это дало свои результаты. Моторы прожили на конвейере до 2007 года и до сегодняшнего дня являются популярным товаром на рынке контрактных движков. Стоит лишь взглянут на характеристики, чтобы понять, почему этот агрегат из 90-х столь нравится любителям свапа.

Неисправности и ремонт двигателя 3S-FE/3S-FSE/3S-GE/3S-GTE

Двигатель Toyota 3S один из самых массовых моторов S серии и Тойоты в целом, появился в 1984 году и выпускался до 2007 г. Двигатель 3S ременной, каждые 100 тыс. км ремень нужно менять. В течении всего срока производства, мотор неоднократно дорабатывался, модифицировался, и если первые модели были карбюраторные 3S-FC, то последние это турбо 3S-GTE мощностью в 260 л.с., но обо всем по порядку.

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, измененные 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 измененная 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. Также здесь отсутствовал клапан EGR.
За все время выпуска, мотор 5 раз подвергался изменениям:

4.1 3S-GE Gen 1 — первая генерация, выпускалась до 1989 года, степень сжатия 9.2, сюда ставились распредвалы с фазой 240 и подъемом 7.2 мм. Слабая версия развивала 135 л.с., более мощная, оснащенная регулируемым впускным коллектором T-VIS и без EGR, до 160 л.с. при 6400 об/мин.

4.2 3S-GE Gen 2 — вторая версия GE мотора, выпускалась до 1993 года, в ней регулируемый впускной коллектор T-VIS был заменен на ACIS. Валы с фазой 244 и подъемом 8.5, степень сжатия 10, мощность подросла до 165 л.с.

4.3 3S-GE Gen 3 — третий вариант мотора, находился в производстве до 1999 года, изменились распредвалы: для АКПП фаза 240/240 подъем 8.7/8.2 мм, для МКПП фаза 254/240, подъем 9.8/8.2 мм. Степень сжатия выросла до 10.3, мощность японской версии 180 л.с., экспортной (с EGR) — 170 л.с. при 7000 об/мин.

4.4 3S-GE Gen 4 BEAMS/Red Top — четвертое 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 подъемом 8.56/8.31 мм, степень сжатия увеличена до 11.1. Результат всех этих изменений: мощность достигла 200 л.с. при 7000 об/мин, на АКПП 190 л.с. при 7000 об/мин.
Была версия Grey Top, где за счет выпускного коллектора и блока управления инженерам таки удалось снизить мощность до 180 л.с. при 6600 об/мин.

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. Тут уже стоит электронная дроссельная заслонка. Мощность достигла 200 л.с. при 7000 об/мин.
Версия для МКПП имела широкие распредвалы, титановые клапаны, увеличенную до 11.5 степень сжатия, увеличенные впускные (с 33.5 до 35 мм) и выпускные клапаны (с 29 до 29.5 мм). Мощность 210 л.с. при 7600 об/мин, крутящий момент 216 Нм при 6400 об/мин.

5. 3S-GTE. Параллельно с серией GE, производилась их турбо модификация — GTE.
5.1 3S-GTE Gen 1 — первая версия, выпускалась до 1989 года. Представляет собой разжатый 3S-GE Gen1 до СЖ 8.5, с регулируемым впускным коллектором T-VIS, с 430-ми форсунками и установленной на него турбиной CT26 + интеркулер с водяным охлаждением. Размер клапанов как на 3SGE: впускные 33.5 мм, выпускные 29 мм. Распредвалы заменили на такие: фаза 232 градуса, подъем 7.15 мм. Мощность 185 л.с., давление наддува 0.6 бар.

5.2 3S-GTE Gen 2 — вторая версия, тут стоят валы фаза 236, подъем 8.2 мм, а также турбина CT26 с двойным корпусом и воздушным интеркулером, степень сжатия увеличена до 8.8, давление наддува подняли до 0.7 бар, как итог мощность теперь 220 л.с. Производился такой мотор до 1993 года.

5.3 3S-GTE Gen 3 -третья версия, поменяли турбину на CT20b, вернули водно-воздушный интеркулер, выбросили коллектор T-VIS, поставили дроссельную заслонку 60 мм, распредвалы 240/236, подъем 8.7/8.2 мм, СЖ 8.5, доработали выпускные каналы, ДМРВ заменили на ДАД, поставили форсунки 540 сс. Давление наддува подняли еще больше — теперь до 0.9 бар и мощность выросла до 245 л.с.
Производился движок до 1999 года.

5.4 3S-GTE Gen 4 — четвертая версия, где заменили турбину на CT15B с интеркулером с воздушным охлаждением, также применен новый впускной коллектор, индивидуальные катушки зажигания, а степень сжатия увеличена до 9. Размер клапанов остался прежним, но они теперь не из стального сплава, а из жаропрочной стали с нитридным покрытием. Заменены распредвалы на 248/246 с подъемом 8.75/8.2 мм.
Мощность 4-го поколения достигла 260 л.с., а производство продолжалось до 2002 года.

5.5 3S-GTE Gen 5 — последняя версия GTE движка и серии 3S в общем. Отличается чуть уменьшенным интеркулером, более длинными форсунками (такой же производительности), своими катушками зажигания и отсутствием маслокулера. Давление наддува и мощность остались прежними.

Выпуск последнего мотора серии 3S был прекращен в 2007 году.

Неисправности и их причины

1. Выход из строя ТНВД на 3S-FSE, сопровождается 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.
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 объемами, 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.

Технические характеристики

Рассмотрим технические параметры двигателя 3S-GTE:

Объем двигателя составляет — 1998 куб. см.
Средняя мощность – 250 лошадиных сил.
Диаметр цилиндра – 8,6 сантиметров.
Топливо – бензин.
Класс двигателя – наддув.
Вид двигателя – четырех цилиндровый, шестнадцати клапанный.
Ход поршня составляет – 8,6 сантиметров.
Коэффициент сжатия – 9.
На 100 км расходуется 5.6 — 9.8 топлива.
Наибольший крутящий момент – 304 Н*м (при 3200 оборотах в минуту) и 324 Н*м (при 4400 оборотах в минуту).

Модификации

Двигатель серии 3S, массовый агрегат Toyota. За 23 года, что выпускали мотор, силовая установка неоднократно перерабатывалась и модифицировалась. Первые модели 3S-FC выпускались с карбюратором, последующие, такие как 3S-GTE шли уже с турбинным наддувом и имели мощность 260л.с.

Рассмотрим модификации моторов 3S серии:

Двигатель 3S-FC (86-91 года выпуска).

Первая силовая установка серии, мотор встречается редко, выпускался с карбюратором. Двигатель использовался на недорогих автомобилях Toyota Camry и Holden Apollo. Отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания модели 9,8:1, мощность агрегата 111 л.с.

Двигатель 3S FE (86 – 2000 года выпуска).

Модификация укомплектовывается инжектором, мотор, основной двигатель серии, поскольку устанавливался на большинство автомобилей, выпускаемых корпорацией в то время. На модели 3S FE применяется две катушки зажигания, агрегат регулируется под использование как 92, так и 95 бензина. Отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 9,8:1, мощность варьируется 115 — 130л.с. (влияет управляющая электроника).

Двигатель Toyota 3S FE:

Двигатель 3S FSE D4 (97-2003 года выпуска).

Модификация укомплектована непосредственным впрыском топлива (первый мотор Toyota). Двигатель 3S FSE меняет фазы газораспределения на впуске, поскольку установлен соответствующий механизм (VVT-i). Применяется коллектор впуска, на котором регулируется сечение под прямым углом к продольной оси канала. В поршнях сделана выточка, придающая горючему нужное направление. Кроме того, установлены другие распылители, свечи, регулятор проходного сечения канала с электронной регулировкой. На двигателе применён специальный клапан, направляющий отработку на дожигание. Отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 9,8:1, мощность силовой установки 150л.с.

Двигатель 3S FSE D4:

Двигатель 3S GE.

Модификация силового агрегата, это улучшенный мотор 3S-FE. Двигатель получил изменённую головку блока цилиндров (разрабатывалась совместно с компанией Yamaha). На поршнях, применяемых в моторе, выполнены выточки под клапана, за счет чего двигателю не страшен обрыв ремня. Кроме того, в конструкции не предусмотрено использование клапана EGR, что увеличило надёжность. Мотор модифицировали пять раз, внесены следующие улучшения:

Двигатель Toyota 3S-GE:

Поколение 1 (84-89 года выпуска).

Первое поколение имело отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 9,2:1. Было два мотора с мощностью 135 и 160л.с. соответственно. Больший показатель достигался за счет применения регулировки впускного коллектора (T-VIS).

Поколение 2 (90-93 года выпуска).

Во втором поколении применили регулятор впускного коллектора (ACIS). Отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 10:1. Установлены валы с 244 фазой и подъёмом 8,5, за счёт нововведений мощность выросла до 165л.с.

Регулятор впускного коллектора Toyota ACIS:

Поколение 3 (94-99 года выпуска).

Третье поколение двигателя выпускалось с изменёнными распределительными валами. Для модели, рассчитанной на применение автоматической коробки передач фаза 240/240, подъём клапана 8,7/8,2. Механическая коробка, фаза 254/240, подъём клапана 9,8/8,2. Отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 10,3:1, за счёт нововведений мощность на внутреннем рынке Японии составила 180л.с., экспортный вариант имел 170 лошадей.

Поколение 4 (1997 год выпуска).

Четвёртое поколение выпускалось год. Маркировка имела приставку в виде аббревиатуры «BEAMS/Red Top» (Breakthrough Engine with Advanced Mechanism System – Прорывной двигатель с усовершенствованной системой механизмов). Силовая установка оснащается механизмом изменения фаз VVT-i, увеличенные впускные и выпускные каналы (34,5мм и 29,5мм соответственно, вместо 33,5мм и 29мм). Применяются другие распределительные валы 248/248 с подъёмом 8,56/8,31. Отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 11,1:1. Изменения позволили добиться характеристик мощности на уровне 200л.с. (механика) и 190 лошадей (автомат).

Поколение 5 (98-2007 года выпуска).

Пятое поколение джи E применяло механизм изменения фаз распределения газов Dual VVT-I, это означало, что регулировке подвергались оба вала. Мощность установки составляла 200 л.с. Автомобили с механической коробкой имели «широкие» распределительные валы, титановые клапаны, отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 11,5:1, увеличенные клапана впуска и выпуска (35мм и 29,5мм соответственно, вместо 33,5мм и 29мм). Мощность агрегата составляла 210 лошадей.

Двигатель 3S GTE

Моторы серии выпускались параллельно с серией «GE», это модификация с применением турбины:

Двигатель Toyota 3S-GTE «BEAMS/Red Top»:

Поколение 1 (84-89 года выпуска).

Отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 8,5:1. Мотор укомплектовывается регулируемым коллектором впуска (T-VIS), и турбиной CT26. Мощность агрегата составляет 185 лошадей.

Регулируемый коллектор впуска Toyota T-VIS:

Поколение 2 (90-93 года выпуска).

Отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 8,8:1. Применяются валы с 236 фазой, подъём клапана 8,2, установление турбина CT26 с двойным корпусом. Мощность мотора 220 лошадей.

Турбина Toyota CT26:

Поколение 3 (94-99 года выпуска).

Третье поколение 3S GTE применяет турбину CT20b, распределительные валы 240/236, подъём клапана 8,7/8,2. Отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 8,5:1, мощность 245 лошадей.

Турбина Toyota CT20b:

Поколение 4 (98-2007 года выпуска).

У четвёртого поколения применяются распределительные валы 248/246, подъём клапана 8,75/8,65. Сжатие составляет 9:1, изменён принцип забора выхлопных газов. Мощность установки 260л.с.