Двигатель тойота 3s fe: характеристики, неисправности и тюнинг
Содержание:
Преимущества и важные достоинства 3S-GTE
Очень часто данный мотор путают с вариантом GE без турбины. У моторов похожая конструкция, но она значительно отличается в плане достоинств и недостатков. В турбированной версии несколько переделана головка блока цилиндров, есть конструктивные изменения в форсунках, системе смазки. Усовершенствована система охлаждения, радиаторы более эффективно выполняют поставленные задачи.
Также стоит выделить следующие преимущества ДВС:
- разработка специально для спортивных версий автомобилей, только лучшие технологии своего времени;
- целых 4 генерации, что доказывает отличные качества мотора, иначе бы более 5 лет он не выпускался;
- небольшой размер и очень высокий потенциал мощности с возможностью дальнейшего ее увеличения;
- с помощью правильной распиновки и некоторой доработки системы впрыска можно провести отличный тюнинг;
- для более изысканного тюнинга меняют шатуны и поршни, дорабатывают коллектор и вносят десятки других изменений.
Силовой агрегат позволяет тюнинг Stage 3, когда меняется практически вся начинка, включая коленвал, системы впуска и выпуска. Выгоды и в том, что при таких переделках не сильно страдает ресурс агрегата. При износе основных узлов без труда можно выполнить ремонт, что выгодно отличает агрегат от современных последователей. Технологии классические, известные и не вызывают значительных проблем.
Тюнинг двигателя Toyota 3S-FE/3S-FSE/3S-GE/3S-GTE
Чип-тюнинг. Атмо
Тойотовские двигатели 3S-GE и 3S-GTE отлично приспособлены к доработкам, подтверждением тому выступают ле-мановские моторы 3S-GT мощностью под 700 л. с., более простые 3S-FE/3S-FSE дорабатывать смысла нет, для повышения их отдачи придется заменить все, что только можно, возросшую нагрузку стоковый FE не выдержит, а учитывая возраст, тюнинг закончится капремонтом. Проще и дешевле заменить 3S-FE на 3S-GE/GTE.
Что по поводу GE, они и без нас с вами неплохо отжаты, чтоб двинуться дальше нужно ставить легкую кованую ШПГ, облегченный коленвал, все должно быть отбалансировано. Шлифуем ГБЦ, впускные выпускные каналы, доводим камеры сгорания, клапаны с титановыми тарелками, распредвалы с фазой 272, подъём 10.2 мм, выхлоп прямоточный на 63 мм трубе, с пауком 4-2-1, Apexi S-AFC II. В сумме это даст до 25 % прибавки л. с. и ваш 3S будет крутится за 8000 об/мин. Для дальнейших движений, нужно ставить валы с фазой за 300 и максимальным подъёмом, разрезные шестерни, отключать VVTi, 4-х дроссельный впуск (от TRD например) и крутить за 9000 об/мин пока не развалится.
Турбина на 3S-GE/3S-GTE
Для беспроблемной эксплуатации GTE версии, просто делаем чип, получаем свои +30-40 л. с. и никаких вопросов. Чтоб получить серьезную мощность нужно убирать стандартную турбину, искать турбо кит с интеркулером под требуемую мощность (наиболее сбалансированный вариант это Garrett GT28) и в зависимости от этого выбирать более мощные форсунки (от 630сс), низ кованый (желательно), валы фаза 268, бензонасос от супры, выхлоп прямоток на 76 трубе, настройка AEM EMS. Конфиг покажет около 350 л. с. Дальнейшее повышение мощность возможно с использованием кита на базе Garrett GT30 или GT35, с усиленным низом, ездить будет быстро, громко, но не долго. — ошибочное мнение.. при нормальной настройке ездит долго.
| В этой статье не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 21 июня 2020 года |
Тюнинг 3S-FE
Как и большинство силовых агрегатов других мировых производителей, двигатель 3-С-ФЕ можно тюнинговать. Вкратце перечислим, что придется доработать, чтобы повысить мощность движка:
- Заменить распредвалы на спортивные варианты.
- Заменить поршни на более легкие по весу.
- Заменить на более производительные форсунки и бензонасос на более мощный.
Форсированный мотор «жрет» много бензина. Для того, чтобы выдавалась увеличенная мощность, устройству требуется сжигать намного больше топлива.
Последний год, когда с завода в Японии шли машины с двигателями 3S-FE, был 2001. Но, эти автомашины Тойота разных моделей успешно эксплуатируются до сих пор.
Голова «Ямахи», впуск «Тойоты»
Две пары букв в обозначении — 3S и GE — означают:
- S — серия ДВС;
- 3 — внутрисерийный номер;
- E — распределенный впрыск;
- G — форсированная версия.
Хотя блок цилиндров выполнен из чугуна, родоначальник семейства, 3S-GELU, весил немногим более 140 кг, ведь целью разработчиков было создать легкий двигатель. 2-вальная 16-клапанная головка блока разработки Yamaha, выполненная из алюминия, обеспечивает форсирование агрегата по сравнению с исполнением FE.
Конфигурация распредвалов — традиционная на сегодня DOHC, привод осуществляется зубчатым ремнем. Этим 3S GE мотор также отличается от FE, где ремнем приводятся только впускные валы, а выпускные получают вращение посредством шестерен.
Все двигатели GE оснащены головкой, разработанной при участии , независимо от того, упоминается или нет это слово в названии мотора. То есть это всего лишь один из маркетинговых приемов.
Благодаря системе OSTS прокладку головки блока можно снимать без демонтажа кулачковых валов. Клапана регулируются подбором компенсаторных шайб, размещенных внутри толкателей. В процессе модернизации головка получила механизм регулирования фаз газораспределения, сначала на впускных валах (VVT-i), а затем и на всех (Dual VVTi).
Агрегаты GE оснащены воздушным коллектором с регулируемым процессом впуска. При этом использовались две системы регулирования собственной разработки : T-VIS и ACIS. Первая основана на принципе изменения геометрии впускных каналов (увеличение проходного сечения с повышением оборотов).
Вторая функционирует на основе изменения длины впускного тракта (подключение сглаживающего или резонирующего ресивера). В качестве примера установки можно привести культовый заднеприводный автомобиль Altezza с мотором 3S GE.
Поколения двигателей
В период выпуска, двигатель подвергся многочисленным доработкам и усовершенствованиям, агрегат насчитывает пять модификаций:
Первая модификация двигателя: Стартовала в 84 году, последний экземпляр выпустили в 89 году. Американский и Японский рынки получили два различных двигателя. Американский вариант имел 135 лошадиных сил, Японский мотор отличался агрессивными настройками и отсутствием устройства, регулирующего поток газов путём соединения пространства впускного и выпускного коллекторов. Отсутствие устройства давало прирост мощи (160 лошадей), но экологические нормы отсутствовали. Применялось устройство T-VIS, изменяющее форму канала впуска, что поддерживало импульс на малых оборотах.
Вторая модификация двигателя: Стартовала в 90 году, производство закончилось в 93 году. Отличалось от предыдущего мотора 3SGE большей мощью (165 лошадей) и импульсом 191 Нм. Считается, что по надёжности второе поколение превосходит первое. Мотор избавился от механизма, изменяющего геометрию коллектора впуска, вместо этого изделие укомплектовывается механизмом «ACIS», показатели устройства лучше прежней модели. Однако, модификации с турбинным наддувом (3S GTE) продолжают укомплектовываться устройством T-VIS.
Третья модификация двигателя: Стартовала в 94 году, выпуск прекратили в 99 году. На Японском рынке агрегаты имели увеличенную мощность, сто семьдесят восемь лошадей. Изменилось отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания, теперь показатель составляет 10,3. Экспортировать агрегат начали в 96 году, но за пределы страны модель поставлялась с улучшенными экологическими показателями, поэтому мощность меньше (168 лошадиных сил). Крутящий момент мотора не поменялся, значение осталось на уровне 191Нм.
Четвертая модификация двигателя: Стартовала и прекратила выпуск в 97 году, называлась «BEAMS», что свидетельствовало об использовании нового конструктивного подхода. Моторы оснащались устройством, меняющим фазы «VVT-i». За счёт этого мощь возросла до ста девяноста семи лошадей на механике и ста восьмидесяти семи на автомате. Разница, следствие настройки под коробки передач.
Пятая модификация двигателя: Стартовала в 98 году, прекратила выпускаться в 2005 году. Мотор укомплектовывался доработанным механизмом распределения газов «Dual VVT-I», с двумя валами. Различное исполнение агрегатов объясняется различными видами трансмиссии. Механика на шесть ступеней имеет клапана из титана, усовершенствованный впрыск, соотношение полного объёма к объёму камеры сгорания на уровне 11,5. Выдаёт 207 лошадей при 7600 оборотах. Второй вариант мотора предназначается для автомата на пять ступеней. Отношение полного объёма к объёму камеры сгорания 11,1 материал исполнения клапанов, легированная сталь, настройки распределения газов не соответствуют режиму «спорт». Мощность мотора сто девяносто семь лошадей.
Производство стартовало в 86 году, закончилось в 2007 году. Основой установки послужил двигатель исполнения GE, версии 3S. В сравнении с основой, мотор с установленной турбиной, выпущено четыре поколения агрегатов. Отличие друг от друга, турбины различной модификации, разработаны Toyota.
- 1-е исполнение: лопаточный механизм, преобразовывающий кинетическую энергию в механическую работу на валу «CT26». Состоит из одной оболочки и одного механизма, сбрасывающего избыточное давление отработки обратно в выпускной коллектор.
- 2-е исполнение: «CT26», состоит из двойной оболочки и двойного механизма.
- 3-е исполнение: «CT26b», конструктивно аналогична второму исполнению, но оболочка усовершенствована, увеличена крыльчатка с лопастями.
- 4-е исполнение: «CT26b», отбирает отработку внутри коллектора, а не на выходе.
Двигатель 3S_GTE Toyota Celica:
Особенность лопаточного механизма «CT26b» в том, что он взаимозаменяем со второй модификацией агрегата 3S-GTE, однако с первым поколением не совместим.
Технические характеристики
По умолчанию характеристики двигателя серии 3S FE производителя Тойота имеют вид:
| Изготовитель | Kamigo Plant (Япония) и TMMK (США) |
| Марка ДВС | Toyota 3S-FE |
| Годы производства | 1986 – 2001 |
| Объем | 1998 см3 |
| Мощность | 98 – 116 кВт (131 – 155 л. с.) |
| Крутящий момент | 183 Нм (4400 – 4800 об/мин), 186 Нм (4400 – 5200 об/мин) |
| Вес | 140 кг |
| Степень сжатия | 9,8 |
| Питание | инжектор |
| Тип мотора | рядный |
| Впрыск | электронный многоточечный |
| Число цилиндров | 4 |
| Местонахождение первого цилиндра | ТВЕ |
| Число клапанов на каждом цилиндре | 4 |
| Материал ГБЦ | сплав алюминиевый |
| Допустимое коробление | прокладки коллекторов (впуск/выпуск) 0,08 мм прокладка головки цилиндров 0,05 мм |
| Седло клапана | ширина 1 – 1,4 мм, угол 45° |
| Распредвал | количество – 2 штуки толкатель диаметром 30,966 – 30976 мм
расточка под толкатель 31,00 – 31,025 мм |
| Сальник распредвала | диаметры – 38 мм, 50 мм, ширина 8 мм |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Диаметр цилиндра | 1 типоразмер – 86 – 86,01 мм 2 типоразмер – 86,01 – 86,02 мм
3 типоразмер – 86,02 – 86,03 мм |
| Поршни и кольца | |
| Диаметр поршня | 1 типоразмер –85,837 – 85,847 мм 2 типоразмер – 85,847 – 85,857 мм
3 типоразмер – 85,857 – 85,867 мм ремразмер – 86,337 – 86,367 мм |
| Зазоры | поршень/стенка цилиндра – 0,153 – 0,173 мм (стандарт) или 0,19 мм (максимум) поршневых колец – 110 мм относительно плоскости разреза |
| Кольцо компрессионное верхнее | 0,27 – 0,47 мм |
| Кольцо компрессионное нижнее | 0,45 – 0,65 мм |
| Кольцо маслосъемное | 0,1 – 0,45 мм, 1,05 мм максимум |
| Зазор между поршневой канавкой и кольцом | 0,03 – 0,07 мм |
| Коленвал | |
| Количество подшипников коренных | 5 |
| Диаметр шейки КП | 54,988 – 55,003 мм |
| Зазор коренной шейки | 0,015 – 0,034 мм |
| Подшипники шатунные | диаметр шейки вала – 48 мм диаметр постели – 51 мм
толщина вкладыша – 1,448 мм ширина вкладыша – 20,4 мм |
| Сальники коленвала | передний – диаметры 42 мм, 60 мм, ширина 7 мм задний – диаметры 85 мм, 105 мм, ширина 10 мм |
| Ход поршня | 86 мм |
| Горючее | АИ-95 (допускается АИ-92) |
| Масса мотора | 143 кг в сборе |
| Нормативы экологии | Евро-4 |
| Расход топлива | трасса – 8 л/100 км смешанный цикл 9,5 л/100 км
город – 13 л/100 км |
| Расход масла | максимум 1 л/1000 км |
| Моторное масло для 3S FE | 5W-30 и 10W-30 |
| Объем масла моторного | 4,5 л |
| Периодичность замены | каждые 5000 км, максимум 10000 км |
| Рабочая температура | 95° |
| Ресурс мотора | заявленный 300000 км реальный 500000 км |
| Регулировка клапанов | шайбы между кулачками распредвала и толкателями |
| Система охлаждения | принудительная, антифриз/тосол |
| Количество ОЖ | АТ – 5,7 л, МТ – 5,8 л |
| Свечи на 3S FE | оригинал – NGK BKR6E11, Denso K20RU11, NGK BKR6EYA11, можно ставить любые подходящего размера с двумя электродами |
| Зазор между электродами свечи | 1,1 мм |
| Ремень ГРМ | 163 зуба, шаг 8 мм, ширина ремня 26,7 мм |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Воздушный фильтр | Nitto, Knecht, Fram, WIX, Hengst |
| Масляный фильтр | номер по каталогу 90915-10001 замена 90915-10003, с обратным клапаном |
| Маховик | диаметр внутреннего отверстия – 42 мм диаметр посадочных отверстий – 13 мм
количество посадочных отверстий – 8 штук смещений нет расстояние между противоположными посадочными отверстиями – 54 мм расстояния между соседними посадочными отверстиями – 12 мм |
| Болты крепления маховика | коробка МТ – М10х1,25 мм, длина 26 мм, проточка 11 мм коробка АТ – М10х1,25 мм, длина 26 мм без проточки |
| Маслосъемные колпачки | код 90913-02090 впускные светлые код 90913-02088 выпускные темные |
| Компрессия | давление в цилиндрах от 13 бар номинальное, 9,5 бар минимальное, разница давлений в отдельных цилиндрах в пределах 1 бара |
| Температура масла | 80°С |
| Температура срабатывания термостата | 80 – 84°С |
| Давление клапана внутри радиаторной пробки | 0,7 – 1 бар |
| Содержание в выхлопе вредных продуктов | СН <200%, СО <0,5% |
| Обороты ХХ | 650 – 750 мин-1 |
| Усилие затягивания резьбовых соединений | свеча – 18 Нм маховик – 88 Нм
болт сцепления – 19 Нм крышка подшипника – 59 Нм (коренной) и 25 + 90° (шатунный) головка цилиндров – три стадии 29 Нм, 49 Нм и 90° |
Конструкция ДВС
Расшифровка маркировки ДВС
В России для создания шифра двигателя используется ГОСТ Р53638. Все производители таких агрегатов обязаны обозначать свою продукцию в соответствии с Государственным регламентом.
В каждой стране есть своя система маркировки моторов. Японская система маркировки, на примере двигателя 3S-FE, выглядит так: 3S FE DOHC16V 2,0.
Обозначение расшифровывается так:
- 3 — конструктивное изменение в линейке моторов S;
- S — серия ДВС с рядным расположением цилиндров и множественным впрыском горючего;
- F — означает, что для каждого цилиндра 4 клапана;
- E — электронная система впрыска EFI;
- DOHC — в агрегате 2 распредвала, привод 1-го распредвала является ремень, привод 2-го распредвала является шестерня 1-го распредвала;
- 16V — гидравлическая компенсация зазора;
- 2,0 — объем двигателя в литрах.
Если в шифре двигателя после первой цифры указан одна буква, то это значит, что мотор был выпущен до 1991 года.
Особенности конструкции 3S-FE:
- Помпа (насос для циркуляции охлаждающей жидкости) устанавливается блок цилиндров и крепится болтами. Привод помпы является ремень.
- Коленчатый вал из чугуна. Его осевой люфт выставляется специальными упорными полукруглыми шайбами внутри коренного среднего подшипника. Регулировка люфта делается в соответствии с официальным мануалом (инструкцией).
- Благодаря тому, что изобретен двигатель 3C-ФЕ был в 1980 годах, он не требует очень высокого качества топлива. Обычно используют АИ-92.
- Для моторов до 1996 года выпуска рекомендуемое масло было с шифром 5w-40. Для движков после 1996 года — 5w-30.
- Схема клапанного узла придумали не удобно. Для регулировки клапанов, придется снимать валы, что собьет настройки фаз и, подбирая шайбы по толщине выставить нужные зазоры.
- Невозможно снять своими руками впускной коллектор отдельно, не снимая ГБЦ.
- Коллектор впуска имеет защитный термоэкран.
