Силовые агрегаты 3S-GE Toyota: совершенство и надежность

Двигатель 3S исполнения GE выпускался японской компанией Toyota в период с 1989 по 2005 годы. В разработке головки блока принимала участие другая японская фирма — Yamaha, о чем говорит и обозначение двигателя.

В конце выпуска двигатели 3S GE Yamaha устанавливали на автомобили Toyota Altezza. А до этого им комплектовались модели Celica, Corona, Carina, Caldina, Camry, Vista, Avensis, и это еще не весь список. В чем же секрет такого долголетия этого мотора?

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 фирмы «Ямаха», 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 компании «Тойота»: 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.

Пять жизней одного мотора

Родословная двигателей GE насчитывает 5 поколений. После каждой модернизации технические характеристики (мощность и крутящий момент) изменялись в сторону увеличения.

Первый пошел…

Японцы всегда свято соблюдали внутренние приоритеты в своей маркетинговой политике. Первенец версии GE (выпуск 1984–89 гг.) устанавливали на Toyota Celica. Мотор, предназначенный для внутреннего рынка, показывал 160 сил и момент 186 Н·м, клапан рециркуляции (EGR) отсутствовал.

С целью расширения области повышенной тяги использована система регулирования впуска T-VIS. Агрегаты, устанавливаемые на экспортные автомобили (США), в угоду экологическим требованиям были «задушены» до 135 л. с.

2-й шаг: еще надежнее

90–93 годы отмечены заменой системы регулирования впуска T-VIS (Toyota Variable Induction System) на ACIS (Acoustic Controlled Induction System). Двигатель стал более надежным, при этом несколько мощнее — 165 л. с. (для Европы — 156) и тяговитее — 191 Н·м. На турбированном варианте 3S-GTE было сохранено прежнее устройство T-VIS.

3-gen: на любой вкус

3S GE третьей генерации (3 gen) производился с 94 по 99 годы. Мощность двигателя для японского рынка, благодаря степени сжатия 10,3 к 1, повысилась до 178 л. с. В качестве уступки «зеленым» экспортную мощь ограничили (168 «лошадок»). Крутящий момент в сравнении с первым поколением не изменился.

Соответственно типу коробки передач (АКПП или МКП) применяются «низовые» (240° и 8,7 мм — подъем) и «верховые» (252 и 9,8) распределительные валы. Это позволяет сравнительно легко тюнинговать двигатель с автоматической коробкой.

Рабочий объем агрегата для всех поколений постоянен и составляет ровно 2 л (без 5 кубиков). Удельная масса привода по сравнению с версией FE сократилась с 9,84 до 7,7 кг/л. с.

«Красные» и «серые»

97 год связан с появлением системы VVT-i. Движки этой генерации легко отличить по крупной надписи BEAMS («Беамс»). Краткий перевод этой аббревиатуры — «совершенные механизмы». Имеются в виду устройства для регулирования газораспределительных фаз. 3S GE Beams выпускались в версиях Red Top и Gray Top.

У первой голова цилиндров и корпус впуска — красные. У Gray Top серый только пленум коллектора, а клапанная крышка — матово-черная. Такая окраска сделана для того, чтобы отличить мотор 3S GE для Altezza. Мощность агрегата Red Top составила 197 «лошадок», с автоматом — 187. «Сероголовые» движки на разных моделях настроены по-разному. К примеру, у  Toyota RAV4 мощность составляет 178 сил, а у Caldina GT — уже 187.

Сердце «Альтезы»

Последнее (5-е) поколение 3S GE было предназначено для модели Altezza RS200, выпускавшейся только в леворульном исполнении. Система изменения фаз стала 2-вальной ( Dual VVT-i). Начинка агрегата соответствует типу трансмиссии и бывает различной.

Мотор, сопрягаемый с 6-ступенчатой МКП, оснащен титановыми клапанами, аварийным питанием для форсунок. При степени сжатия 11,5:1 эта модификация выдает от 200 до 210 л. с. и крутящий момент 216 Н·м, приходящийся на 6400 об./мин.

Мотор для 5-ступенчатого автомата обладал меньшей степенью сжатия (11,1:1), клапаны выполнены из легированной стали, а распределительные валы менее «злые». При меньшей мощности (197 л. с.) движок гораздо тяговитее, поскольку тот же крутящий момент приходится на 4800 об./мин вместо 6400 у первого варианта.

Еще раз следует напомнить, что последняя генерация двигателя 3S GE Black Top Dual VVT официально устанавливалась только на леворульные Toyota Altezza.

А где неисправности?

Каких-либо специфических болезней у GE не отмечено, кроме возможности погнуть клапаны при обрыве зубчатого ремня. Хотя головки поршней у всего семейства, кроме последней модификации, оснащены выемками, в случае обрыва клапаны гнет и у других генераций.

Название «Бимс» как раз и созвучно с последним звуком, издаваемым мотором в этой ситуации. Не наблюдаются такие случаи только у поколений младше 3 gen, да и то если повезет.

Внимание: к преждевременному разрушению зубчатого ремня приводит чаще всего попадание на резину потеков тосола и жидкой смазки, которые размягчают материал. Корд при этом остается целым, а ведущий шкив просто срезает на внутренней поверхности изделия несколько зубцов.

Перспективы тюнинга

С практической точки зрения тюнинг агрегата 3S GE особо не актуален, поскольку этот мотор и так достаточно хорош. Приемлемый вариант дальнейшей прокачки заключается в следующем:

• шлифовка и доводка ГБЦ, впускных и выпускных каналов;
• использование отбалансированных элементов легкой кованой ШПГ и облегченного коленвала;
• установка клапанов с тарелками из титана, распредвалов с фазой 272° и подъемом 10,2 мм, паука 4-2-1 и прямоточного выхлопа на трубе 63 мм;
• подключение к бортовой сети топливного корректора Apexi S-AFC II («Сафк»-тюнинг).

Вышеперечисленные меры увеличат мощность движка примерно на четверть. Описание других, более «изуверских» методов раскрутки агрегата в статье не приводится.

Надежная, долговечная конструкция агрегата дает немало поводов использовать свап мотора 3S GE на другие легковые авто. Хотя и остальные моторы 3S пользуются не меньшей популярностью, например, 3S FE. Пробег в полмиллиона километров без капремонта при хорошем обслуживании — нормальное явление для этих двигателей.

Источник