Проблема 5 цилиндра 3GR–FSE

* все цены указаны на апрель 2020 года

Двигатель 2GR–FE, используемый на мощных заднеприводных и полноприводных моделях Lexus GS, конструктивно близок модели 3GR-FSE, но более нагруженный. На двигателе 3GR используются две двухвальные ГБЦ DOHC с системой Dual-VVTi. На впуске установлен коллектор ACIS. Наряду с версией с распределенным впрыском (индекс FE), выпускался вариант непосредственным впрыском топлива D4 — 2GR-FSE. Степень сжатия здесь увеличена до 11.5, впускные каналы доработаны, используются поршни оптимизированной формы и иные свечи зажигания.

На 2GR-FSE используется принципиально иная система управления, форсунки непосредственного впрыска работают аналогично дизельным двигателям, топливо поступает в камеру сгорания более четко, а смесь обеднена. Двигатель получается более экономичным и экологичным. С него снята максимальная мощность и это одна из причин, по которой проблема 5-го цилиндра часто встречается на GS350 и меньше знакома владельцам автомобилей Lexus RX350 или 3,5-литровых Toyota Camry с моторами 2GR-FE/FSE.

Суть проблемы
Проблемы с пятым цилиндром выражаются в разрушении перегородок поршня. Из-за перегрева происходит залегание и поломка поршневого кольца. Вследствие  перегрева двигателя, залегания поршневых колец, происходит износ поршня и цилиндра (зажатые кольца и перегретый поршень царапают стенки гильзы цилиндра). Даже если поршневое кольцо не успеет лопнуть, вероятнее всего поршень и стенки цилиндра будут сильно повреждены.

Гипотезы о причинах

1. Конструктивная проблема в системе охлаждения.

Согласно этой теории, основная причина перегрева – малый конструктивный запас  системы охлаждения, который начинает сказываться, когда загрязненный радиатор охлаждения ДВС, перестает справляться со своей задачей. Иногда происходит выход из строя крышки расширительного бачка – она перестает держать нужное давление, антифриз «выплевывает» и машина перегревается. Но, по мнению специалистов, это не причина, а следствие — происходит выход из строя пластиковых элементов в крышке (они лопаются) по причине долговременного воздействия избыточно высокой температуры. Lexus GS автомобиль с небольшим клиренсом и радиатор расположен очень низко, весной и в период цветения тополей нижние соты быстро – буквально за два-три месяца после мойки, забиваются грязью и пухом.

Владельцы автомобилей замечают перегрев очень поздно, чаще всего – летом, когда забитые радиаторы двигателя и кондиционера окончательно перестают справляться со своими функциями. Тогда происходит кратковременный локальный перегрев (вскипел радиатор, затем из-за повысившегося давления выключился кондиционер). Через некоторое время или после стоянки  кондиционер снова начинает работать, но двигатель продолжает работать в нештатном температурном режиме и как правило, дело заканчивается падением компрессии и разрушением деталей ЦПГ в этом цилиндре.

После того как владелец GS с таким забитым радиатором «отожжёт» по трассе на 140-160км/ч, заставив кольца работать в критическом  температурном режиме, маслосьемные кольца могут залечь от нагара. Автовладелец потом вполне может заехать в сервис, помыть радиатор и продолжать кататься, думая, что с мотором все в порядке – ведь он выполнил процедуру. Но структура металла колец нарушена, а  маслосьемные кольца залегли.

Из-за особенности конструкции системы охлаждения пятый цилиндр находится в зоне максимальной температуры. Помпа забирает антифриз из радиатора и направляет его в блок двигателя. Геометрия блока определяет путь циркуляции жидкости и к пятому цилиндру она поступает уже с боле высокой температурой. В результате он страдает от перегрева сильнее.  В пользу теории о влиянии геометрии и температуры говорит и статистика – двигатели 4GR, равно не страдают от этой проблемы, как не страдали ей автомобили с более высоким клиренсом и расположением радиатора, такие как кроссоверы Lexus RX.

2. Согласно другой теории, причиной повреждения пятого цилиндра становится мелкодисперсионные частицы, попадающие через корпус воздушного фильтра в дроссельную заслонку, находящуюся как раз над злосчастным пятым цилиндром.

Эта гипотеза находит своих сторонников, которые приводят в ее доказательство отпескоструенность впускных клапанов пятого цилиндра на вышедших из строя моторах.
аргумент противников этой гипотезы — это совсем не кратчайший путь и если согласиться с «песчанной теорией», то возможная траектория должна приводить к попаданию абразивных частиц под воздействием инерции по прямой — в первый, а не пятый цилиндр.Вне зависимости от причины, итог — ремонт повреждённого блока. Он возможен, но в запущенных случаях очень дорог. Альтернатива – замена двигателя на контрактный. Сейчас это распространённая практика и в ТОЛЕКС предлагается услуга по бесплатной диагностике контрактного ДВС с предоставлением двухлетней гарантии на двигатель при условии прохождения ТО.

В качестве резюме дискуссии о причинах проблемы 5-го цилиндра, скажем, что, по нашему мнению, проблема комплексная. Однозначно, одна из главных причин – перегрев теплонагруженного двигателя. Частицы пыли, попадающие в двигатель, скорее всего, тоже вносят свой вклад. Прежде всего, мы советовали бы в начале весеннего сезона и после окончания цветения тополя промывать радиатор. Раз в год обязательно менять охлаждающую жидкость – это тот случай, когда, к сожалению, рекомендованный производителем интервал замены антифриза, неактуален и процедуру необходимо делать чаще.

Очевидно, что и от герметизации корпуса воздушного фильтра мотору не станет хуже и мы в TOLEX Tuningпредлагаем cделать ее владельцам Lexus GS.  Тем более, что не так давно TOYOTA выпустила технический бюллетень, в котором признала необходимость выполнения работы по уплотнению корпуса воздушного фильтра.

Если же мы стоим перед свершившимся фактом и нам предстоит ремонт, то сложность и дороговизна процедуры зависит от степени запущенности проблемы.

Варианты проблемы

Легкая стадия
При очередном ТО мастер отмечает, что одна из свечей «забросана» или же регулярно требовался долив масла, а владелец подтверждает, что его расход был выше обычного. При осмотре свечей на ТО 80 0000 или их замене на 100 000, свеча пятого цилиндра может оказаться «забросанной» и это тоже повод обратить внимание на состояние мотора. Наиболее очевидная процедура — раскоксовка.
Это самый дешевый вариант ремонта. На ранней стадии, когда нами фиксируется расход масла в пределах 0,5 литра на 10 000 км раскоксовка маслосьемных колец  позволяет устранить попадание масла в цилиндр и его сверхнормативный расход.

Часто в некомпетентном сервисе предложат поменять «забросанную» свечу, сбросить ошибку и отправят владельца авто кататься дальше. Верный путь к последующим проблемам. В момент когда двигатель «затроил» и загорелся CHECK ремонт уже существенно дороже, а если «мастера» погасили сигнал и отправили авто кататься дальше, его цена будет только расти и после очередной потере мотором масла, приведёт к задиру вкладышей и замене ДВС на сумму около 200 000 рублей.

Тяжелая стадия
CHECK по разнице компрессии в истории с пятым цилиндром, как правило загорается на рубеже 150 000 км. Разумеется,  загоревшийся CHECK никоем образом не говорит о проблеме пятого цилиндра в запущенной стадии. Уверенно утверждать о ее наличии можно только после замера компрессии. Если мы видим в одном цилиндре показатель в 10 кг, а в другом 8 кг. По заводским стандартам «просадка» компрессии допустима не более 1 кг/см.куб. Компрессия замеряется на холодную, причем, не только в пятом цилиндре, а на всем ряду, чтобы понять динамику. Проблему с кольцами можно опознать брызнув в цилиндр масло и зафиксировав кратковременное поднятие компрессии. В случае если мы имеем дело с прогоревшим клапаном, этого не произойдет. Если подозрения подтвердились и процесс запущен до стадии потери компрессии, то уже необходима гильзовка цилиндров.  Стоит отметить, что эта процедура не предусмотрена технологиями TOYOTA и официалы в таких случаях предписывают замену блока. Одновременно выполняется замена поршня 5 цилиндра, вкладышей, поршневых колец и замена цепи. Последняя необязательна, но целесообразна — стоимость замены цепи (35 000 руб) отдельно сопоставима по трудозатратам с работами по переборке мотора (около 50 000 руб) и если мы итак осуществляем переборку, то сменить цепь будет нелишним. Стоимость ремонта удорожиться незначительно.

Совсем тяжелая стадия
Если владелец «лечил» проблему 5-го цилиндра сбросом CHECK и доливом масла, продолжая эксплуатировать авто, то к затратам добавятся расходы на замену масляного насоса ДВС, коленвала, вкладышей, всех поршней, головок блоков. Двигатель будет натуральным образом пожирать сам себя и пропорционально увеличению расхода масла будет расти стоимость ремонта. Дополнительно усложнит ситуацию ремонт мотора, выполненный в малоквалифицированном сервисе, специалистами не имеющими знаний по технологиям TOYOTA/LEXUS. Часто его последствиями будет необходимость приобретения контрактного двигателя.

Процедура ремонта

Процедура ремонта ДВС, с обнаружившейся запущенной проблемой 5-го цилиндра, такова:

1. Двигатель снимается с автомобиля. Сама разборка ДВС начинается с полного демонтажа навесного оборудования –  удаляются генератор, кондиционер, натяжитель ремня приводных механизмов. Снимаются все шкивы.
2. Демонтируется водяной насос (помпа) и термостат. Двигатель, установленный на станке, переворачивается и с него снимаются поддон и маслозаборник.
3. Затем он переворачивается в исходное положение и с него снимают клапанные крышки, переднюю крышку ДВС, закрывающую цепь. Выставляются метки и проверяется натяжение цепи. После этого демонтируется цепь, шестерни распредвалов.
4. Затем с головок блока снимаются постели распредвалов. ГБЦ снимаются.
   На поршни наносятся метки, посде чего двигатель снова переворачивается. Откручиваются шатуны, извлекаются поршни и коленчатый вал.
5. Разобранный двигатель проходит предварительную мойку. Она необходима для того, чтобы сделать предварительную оценку состояния деталей двигателя.
6. Затем производятся замеры коленвала на прогиб, на диаметры шеек, на овальность, наличие выработок. Затем призводятся замеры поршней на диаметр, на выработку, на разбитие канавок колец. Замеряется люфт в пальцах поршней. Шатуны проверяются на диаметр, на овальность, на разбитие направляющих втулки.
7. После всех этих замеров выполняется проверка блока двигателя на плоскости, выработку в цилиндрах.
   Выполняется рассухаривание клапанов. Их извлекают и проверяют состояние направляющих втулок клапанов. С самих клапанов удаляется нагар, чтобы оценить их рабочая плоскость. На этой стадии могут потребоваться услуги токаря, который выполнит работу по исправлению седел клапанов и самих клапанов где это возможно. Иногда требуется заменить клапан.
8. Если автомобиль поступил именно с проблеммой 5-го цилиндра, то необходимости выполнять опрессовку блока, позволяющую выявить наличие трещин, нет. Эту процедуру чаще выполняют, когда автомобиль поступает с жалобами владельца на закипание.
9. На этом этапе происходит согласование с клиентом дальнейшего плана работ и решения о выполнении ремонта или приобретении контрактного ДВС.
10. Наш опыт говорит о том, что при капремонте двигателя наилучший результат дает использование оригинальных деталей и максимальное следование при ремонте технологии TOYOTA. При том, что гильзовка в нее входит, в остальном процедура ремонта должна максимально соответствовать стандартам производителя. Другое отступление – полировка коленвала, которая позволяет устранить мельчайшие неровности.
11. Гильзовка двигателя выполняется в заводских условиях, причем гильзуется весь ряд, а в правильном варианте ремонта – оба ряда. Компьютер управления двигателем отслеживает работу ДВС на разницу в компрессии, получая информацию с двух датчиков детонации – по одному на ряд, и регулируя работу системы зажигания.

Если гильзовать один ряд, то второй будет работать с меньшей компрессией и, учитывая, что двигатель работает с определенным тактом, мы получим «троящий» мотор. Отступление от технологий TOYOTA допустимо только там, где это не нарушит работы двигателя. Экономия в 20 000 руб на гильзовке одного ряда в последствии обернется повторением ремонта с вдвое большими затратами.

После выполнения ремонтных операций следует тщательная мойка двигателя – он промывается и продувается несколько раз, чтобы избежать попадания посторонних частиц внутрь. Современные двигатели производятся с очень малыми допусками в тысячные доли мм. Попадание грязи в такой мотор по своим последствиям катастрофично – для снижения потерь на трение и повышение эффективности, вкладыши и цилиндры современных двигателей изготовлены с использованием различных напылений, повреждение которых влияет на работоспособность мотора.

Устанавливаются новые вкладыши, монтируются новые поршневые кольца. Выполняется сборка и протяжка с предписанным для данного мотора заводом производителем моментом затяжки. Устанавливаются поршни, на новые вкладыши устанавливается коленвал. Устанавливаются головки блоков с использованием герметика в определенных производителем местах и количестве – в противном случае можно получить характерную для некачественно отремонтированных моторов Lexus GS, течь масла по стыку ГБЦ и передней крышки. Затем следует сборка головок блока, установка распредвалов и цепи. Двигатель проворачивают, проверяя совпадение меток. После выполняют установку форсунок, свечей и производят установку навесного оборудования.

Примерная стоимость такого ремонта составляет 145 000 руб.
Его средний ресурс из. нашего опыта можно определить как 180-200 тысяч км.км
Насколько целесообразна процедура – решать владельцу. Выбор контрактного ДВС был более выгодным решением в течении первых лет выпуска модели. В наши дни число предложений контрактных моторов в идеальном состоянии сильно меньше. И все чаще при выборе контрактного мотора необходима его дефектовка. Если же вы намерены продолжать использование автомобиля еще несколько лет, то капитальный ремонт позволит забыть о проблеме 5-го цилиндра и получить аналог нового двигателя с большим ресурсом.