Система зажигания.
На двигателе организована индивидуальная система зажигания. Для каждого цилиндра своя катушка. Блок управления двигателем научен контролировать работу каждой катушки зажигания. При неисправности фиксируются соответствующие цилиндру ошибки. При эксплуатации двигателей особых проблем системы зажигания не замечено. Проблемы возникают лишь по причине неправильных ремонтов. При замене ремня ГРМ и сальников ломают зубья маркерной шестерни коленвала. 
Это приводит к пропускам при разгоне автомобиля. А при перетяжке верхних гаек свечных стаканов, в стаканы начинает проникать моторное масло. Что неминуемо приводит к разрушению резиновых наконечников катушек. При неправильной смене свечей из-за увеличения зазоров происходит электрический пробой вне цилиндра (токовые дорожки). Эти пробои разрушают и свечи и резину. 
Конструктивное исполнение. Топливная рейка, инжекторы, ТНВД.
Топливная рейка
На первом двигателе с непосредственным впрыском конструкторы применили разборные низкоомные инжекторы, управляемые высоковольтным драйвером. Топливная рейка имеет 2х этажную конструкцию разных диаметров. Это необходимо для выравнивания давления. На следующем фото топливные элементы высокого давления двигателя 3S-FSE. Топливная рейка, датчик давления топлива на ней, клапан аварийного сброса давления, инжекторы, топливный насос высокого давления и магистральные трубки. В двигателях с непосредственным впрыском работа первого насоса не ограничена 3,0 килограммами. Здесь давление несколько выше порядка 4,0-4,5кг для обеспечения полноценного питания ТНВД на всех режимах работы. Замер давления при диагностике, можно производить манометром через входной порт прямо на ТНВД
При запуске двигателя давление должно «набиваться» до своего пика за 2-3 секунды, иначе запуск будет долгим или его не будет вовсе.Если давление превышает 6кг- то неизбежно двигатель будет очень тяжело запускаться на грячую.В движении неминуемодвигатель будет «спотыкаться»,натыкаться при резких ускоренияхНа фото замер — давления первого насоса на двигателе 3S-FSE(давление ниже нормы, первый насос нужно заменить.)Если же давление выше 4,5 кг, то необходимо обратить внимание на засоренность сетки на входе ТНВД.Либо на заклинивание напорного клапана «обратки» в ТНВД. Клапан демонтируют из насоса и отмывают в ультразвуке.На фото клапан обратки и место его установки в ТНВД
После очистки сетки или ремонта клапана обратки давление становится правильным. 
Так как двигатели выпускались для внутреннего рынка Японии, то степень очистки топлива не отличается от обычных двигателей. Первый заслон сетка перед насосом в топливном баке.
Затем второй заслон-фильтр тонкой очистки двигатель (3S-FSE) (кстати сказать, воду он не задерживает).При замене фильтра нередки случаи неправильной сборки топливной кассеты. При этом происходит потеря давления и незапуск. 
Так выглядит топливный фильтр в разрезе после 15 тысяч пробега. Очень приличный заслон бензиновому мусору. При грязном фильтре переход в обеднённый режим либо очень долгий, либо его нет вообще.
И последний заслон фильтрации топлива сетка на входе ТНВД. От первого насоса топливо с давлением примерно 4 кг поступает в ТНВД, затем давление поднимается до 120 кг и поступает в топливную рейку к инжекторам. Блок управления оценивает давление по сигналу датчика давления. ЕСМ корректирует давление, при помощи клапана регулятора на ТНВД. При аварийном повышении давления срабатывает редукционный клапан в рейке. Так вкратце организована топливная система на двигателе. Теперь подробнее о составляющих системы и о способах диагностирования и проверки.
Топливный насос высокого давления (ТНВД)
Топливный насос высокого давления имеет достаточно простую конструкцию. Надежность и долговечность насоса зависят (как и многое у Японцев) от различных мелких факторов, в частности от прочности резинового сальника и механической прочности напорных клапанов и плунжера. Структура насоса обычная и очень простая. В конструкции нет революционных решений. Основа — плунжерная пара, сальник разделяющий бензин и масло, напорные клапана и электромагнитный регулятор давления. Основным звеном в насосе является 7мм плунжер. Как правило, в рабочей части плунжер не сильно изнашивается (если конечно не применяется абразивный бензин.) Основная проблема в насосе износ резинового сальника (срок жизни которого определяется не более 100тыс. км. пробега). Этот ресурс, конечно же, занижает надежность двигателя. Сам же насос стоит безумных денег 20-25 тысяч рублей (Дальний Восток). На двигателях 3S-FSE применялись три различных ТНВД один с верхним расположением клапана регулятора давления и два с боковым.Далее представлены фотографии насоса, и детали его составляющие.
Насос в разборе двигатель 3S-FSE, напорные клапана, регулятор давления, сальник и плунжер, посадочное место сальника. 
При эксплуатации на низкокачественном топливе происходит коррозия деталей насоса, что приводит к ускоренному износу и потере давления. На фото видны следы износа в сердечнике клапана давления и упорной шайбе плунжера. 
Проблемные датчики.
Основным проблемным датчиком, конечно же, является датчик кислорода со своей извечной проблемой обрыва подогревателя. При нарушении проводимости подогревателя блок управления фиксирует ошибку, и перестает воспринимать показания датчика. Коррекции в этом случае равны нулю и перехода в обеднёнку нет.
Другим проблемным датчиком является датчик положения дополнительных заслонок. 
Очень редко приходится приговаривать датчик давления на двигателях 3S-FSE, только если обнаружено большое количество мусора в рейке и следы наличия воды.
При замене маслосъёмных колпачков иногда ломают датчик распредвала. Запуск становится сильно затянутым 5-6 проворотов стартером. Блок управления регистрирует ошибку Р0340.
Контрольный разъём датчика распредвала находится в районе тосольных трубопроводов около блока заслонки. На разъёме можно легко проверить работоспособность датчика, применив осциллограф.Несколько слов о катализаторе. Их установлено два на двигателе. Один — непосредственно в выпускном коллекторе, второй под днищем автомобиля. При неправильной работе системы питания либо системы зажигания происходит оплавление, либо засаживание сот катализаторов. Пропадает мощность, происходят остановки двигателя при прогреве. Проверить проходимость можно датчиком давления через отверстие датчика кислорода. При повышенном давлении следует детально проверять оба ката. На фотографии место подключения манометра. Если при подключении манометра давление выше 0,1 кг на х\х,а при перегазовках заваливает за 1,0 кг ,то есть большая вероятность забитого выпускного тракта. 
Внешний вид верхних катализаторов двигатель 3S-FSE.
Нижний катализатор.
На фото второй, оплавленный катализатор. Давление выхлопа доходило при перегазовках до 1,5 кг. На холостом ходу давление было 0.2 кг. В данной ситуации такой катализатор необходимо удалять, единственным препятствием является то, что катализатор необходимо вырезать, а на его место вваривать трубу соответствующего диаметра.
Диагностика и ремонт систем впрыска и зажигания
Система непосредственного впрыска на Toyota D4 была представлена миру в начале 1996 года, в ответ на GDI от конкурентов ММС. В серию такой двигатель 3S-FSE был запущен с 1997 года на модели Corona (Premio T210), в 1998 двигатель 3S-FSE — начал устанавливаться на модели Vista и Vista Ardeo (V50). Позднее непосредственный впрыск появился на рядных шестерках 1JZ-FSE (2.5) и 2JZ-FSE (3.0), а с 2000 года, после замены серии S на серию AZ, был запущен и двигатель D-4 1AZ-FSE.
Мне пришлось увидеть в ремонте первый двигатель 3S-FSE в начале 2001 года. Это была Toyota Vista. Я менял маслосъёмные колпачки и попутно изучал новую конструкцию двигателя. Первая информация о нем появилась позднее в 2003 на просторах интернета. Первые удачные ремонты давали незаменимый опыт для работы с этим типом двигателей, которыми сейчас никого не удивишь. Двигатель был настолько революционным, что многие ремонтники просто отказывались от ремонтов. Применив бензиновый ТНВД, высокое давление впрыска топлива, два катализатора, блок электронного дросселя, шаговый мотор управления EGR, отслеживание положения дополнительных заслонок во впускном коллекторе, систему VVTi , и индивидуальную систему зажигания — разработчики показали, что наступила новая эра экономичных и экологичных двигателей. На фотографии общий вид двигателя 3S-FSE.
Конструктивные особенности:
— создан на базе 3S-FE,- степень сжатия чуть более 10,- топливная аппаратура Denso,- давление впрыска — 120 бар,- впуск воздуха — через горизонтальные «вихревые» порты,- соотношение воздуха и топлива — до 50:1 (при максимально возможном для LB двигателей Toyota 24:1)- VVT-i (система изменения фаз газораспределения непрерывного типа),- система EGR обеспечивает подачу на впуск до 40% отработавших газов в режиме ПСО- катализатор накопительного типа,- заявленные улучшения: прирост момента на низких и средних оборотах — до 10%, экономия топлива до 30% (в японском смешанном цикле — 6,5 л/100 км).Следует отметить следующие важные системы и их элементы, которые наиболее часто имеют дефекты.Система топливоподачи: погружной электрический насос в баке с сеткой топливозаборника и топливным фильтром на выходе, топливный насос высокого давления, установленный на головке блока цилиндров с приводом от распредвала, топливная рампа с редукционным клапаном.Система синхронизации: датчики коленвала и распредвала.Система управления: ЕСМДатчики: массового расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости и впускаемого воздуха, детонации, положения педали газа и дроссельной заслонки, давления во впускном коллекторе, давления топлива в рампе, подогреваемые кислородные датчики;Исполнительные устройства: катушки зажигания, блок управления форсунками и сами форсунки, клапан регулировки давления в рампе, вакуумный соленоид управления заслонками во впускном коллекторе, клапан управления муфтой VVT-i. При наличии в памяти кодов, начинать надо именно с них. Причём, если их много, анализировать их бессмысленно, надо переписать, стереть и отправить владельца в пробную поездку. Если загорится контрольная лампа, снова прочитать и анализировать уже более узкий перечень. Если нет – сразу переходить к анализу текущих данных. Коды неисправности сравниваются и расшифровываются по мануалу.
Таблица кодов ошибок двигатель 3S-FSE:
12 P0335 Датчик положения коленчатого вала 12 P0340 Датчик положения распределительного вала 13 P1335 Датчик положения коленчатого вала 14,15 P1300, P1305, P1310, P1315 Система зажигания (N1)(N2) (N3) (N4)18 P1346 Система VVT 19 P1120 Датчик положения педали акселератора 19 P1121 Датчик положения педали акселератора 21 P0135 Кислородный датчик 22 P0115 Датчик температуры охлаждающей жидкости 24 P0110 Датчик температуры воздуха на впуске 25 P0171 Кислородный датчик (сигнал бедной смеси) 31 P0105 Датчик абсолютного давления 31 P0106 Датчик абсолютного давления 39 P1656 Система VVT 41 P0120 Датчик положения дроссельной заслонки 41 P0121 Датчик положения дроссельной заслонки 42 P0500 Датчик скорости автомобиля 49 P0190 Датчик давления топлива 49 P0191 Сигнал давления топлива 52 P0325 Датчик детонации 58 P1415 Датчик положения SCV 58 P1416 Клапан SCV 58 P1653 Клапан SCV 59 P1349 Сигнал VVT 71 P0401 Клапан системы EGR 71 P0403 Сигнал EGR 78 P1235 ТНВД 89 P1125 Привод ETCS* 89 P1126 Муфта ETCS 89 P1127 Реле ETCS 89 P1128 Привод ETCS 89 P1129 Привод ETCS 89 P1633 Электронный блок управления 92 P1210 Форсунка холодного пуска 97 P1215 Форсунки 98 C1200 Датчик разрежения в вакуумном усилителе тормозов
Впускной коллектор и очистка от сажи.
Практически любой диагност или механик, менявший свечи в двигателе 3S-FSE,сталкивался проблемой очистки впускного коллектора от сажи. Инженеры Тойоты организовали структуру впускного коллектора таким образом, чтобы большая часть продуктов полного сгорания не выбрасывалась в выпуск, а наоборот оставалась на стенках впускного коллектора. Происходит чрезмерное накопление сажи во впускном коллекторе, что сильно душит двигатель и нарушает правильную работу систем. На фотографиях верхняя и нижняя часть коллектора двигателя 3S-FSE,грязные заслонки. Справа на фото канал клапана EGR, все коксовые отложения берут начало именно отсюда. Существует много споров глушить или нет, этот канал в Российских условиях. Мое мнение, при закрытии канала страдает экономия по топливу. И это многократно проверено на практике. При смене свечей обязательно необходимо чистить верхнюю часть впускного коллектора, иначе при установке кокс оторвется и попадет в нижнюю часть коллектора.При монтаже коллектора железную прокладку достаточно только отмыть от отложений, герметик использовать нет необходимости, иначе последующиё съём будет проблематичным. Такое количество отложений опасно для двигателя. Очистка сажи в верхней части не решает практически проблему. Основная чистка необходима нижней части коллектора и впускных клапанов. Засаженность может достигать 70% от всего объёма прохода воздуха. При этом перестает работать правильно система изменяемой геометрии впускного коллектора. Сгорают щетки в моторе заслонок, отрываются магниты от чрезмерных нагрузок, пропадает переход в обеднёнку. Далее на фотографиях уязвимые элементы мотора. Дополнительную проблему составляет съём нижней части коллектора. Ее невозможно провести без демонтажа опоры крепления двигателя, генератора, и выкручивания опорных шпилек (этот процесс очень трудоемкий). Мы используем дополнительный самодельный инструмент для выкручивания шпилек, позволяющий облегчить демонтаж нижней части, либо вообще используем контактную сварку или сварку полуавтоматом, для фиксации гаек на шпильках. Особую трудность для демонтажа коллектора представляет пластик электропроводки. Приходится буквально изыскивать миллиметры для откручивания. Коллектор после очистки. Очищенные заслонки должны возвращаться под действием пружины без закусываний
В верхней части важно очистить каналы EGR.Чистить также необходимо и надклапанное пространство вместе с клапанами. Далее на фотографиях грязные клапан и надклапанное пространство
Такие отложения сильно влияют на экономию топлива. Перехода в обеднённый режим нет. Запуск затруднен. О зимнем запуске можно даже не упоминать в таком положении.
Способ диагностирования топливного насоса (ТНВД) по давлению, и по протечке сальника.
Для контроля давления приходится использовать показания, снятые с электронного датчика давления. Датчик установлен на торце раздаточной топливной рейки. Доступ к нему ограничен и, следовательно, замеры легче производить на блоке управления. Для TOYOTA VISTA и NADIA это вывод Б12 – ЭБУ двигателя (цвет провода коричневый с жёлтой полосой) Датчик питается напряжением 5в. При нормальном давлении показания датчика изменяются в диапазоне(3,7-2,0 в.)- сигнальный вывод на датчике PR. Минимальные показания, при которых двигатель еще способен работать на х\х -1,4 вольта. Если показания от датчика будут ниже 1,3 вольта в течение 8 секунд — блок управления зарегистрирует код неисправности Р0191 и остановит двигатель. Правильные показания датчика на х\х -2,5 в. В обедненном режиме — 2,11 в. 
Ниже на фотографии пример замера давления. Давление ниже нормы — причиной потери неплотность в напорных клапанах ТНВД.Далее давление при работе мотора в обычном режиме и в обедненном режиме. 
Регистрировать протечку бензина в масло нужно при помощи газоанализатора. Показания уровня СН в масле не должны превышать 400 единиц на прогретом двигателе. Идеальный вариант 200-250 единиц. На фото нормальные показания. Зонд газоанализатора при проверке вставляют в маслоналивную горловину, а саму горловину закрывают чистой ветошью. Аномальные показания уровень СН-1400 единиц – сальник насоса протекает, и насос требует замены. При протекании сальника в дате будет зарегистрирована очень большая минусовая коррекция. А при полном прогреве, с протекающим сальником, обороты двигателя будут сильно прыгать на х\х, при перегазовках мотор периодически глохнет. При нагреве картера бензин испаряется и через линию вентиляции вновь попадает во впускной коллектор, дополнительно обогащая смесь. Датчик кислорода регистрирует богатую смесь, а блок управления пытается её забеднить
Важно понимать, что в такой ситуации совместно с заменой насоса необходимо сменить масло с промывкой двигателя. При использовании некоторых марок масел уровень СН из-за наличия агрессивных присадок будет повышен, что не является поводом для замены тнвд
Необходимо просто сменить масло и сделать контрольный заезд перед постановкой диагноза. На следующей фотографии фрагменты замера уровня СН в масле (завышенные значения)
Газораспределение.
На двигателе 3S-FSE установлен ремень ГРМ. При обрыве ремня происходит неминуемая поломка головки блока и клапанов. Клапана встречаются с поршнем при обрыве. Состояние ремня следует проверять при каждой диагностике. Замена не составляет проблем за исключением маленькой детали. Натяжитель должен быть либо новый, либо взведенный перед снятием и установленный под чеку. Иначе снятый ролик будет очень трудно взвести
При снятии нижней шестерни важно не поломать зубья (обязательно открутить стопорный болт), иначе будет срыв запуска и неминуемая замена шестерни. Далее фотография ремня ГРМ при проверке
Такой ремень требует замены. При смене ремня натяжитель лучше ставить новый, без компромиссов. Старый натяжитель легко входит в резонанс, после повторного взвода и установки. (На промежутке 1,5 — 2,0 тысяч оборотов.) Этот звук повергает в панику владельца. Двигатель при этом издает рычащий неприятный звук.Далее на фото установочные метки на новом ремне ГРМ, Взведённый натяжитель и шестерня коленвала. Над шестерней отчетливо виден болт, который фиксирует её съём. При обрыве ремня страдает головка с клапанами. Клапана неизбежно загибает при столкновении с поршнем.
Самостоятельная замена ремня ГРМ на Toyota Vista Ardeo
Пошаговый процесс установки нового ремня ГРМ:
- Установить домкрат под транспортное средство, снять переднее правое колесо.
- В колесной арке демонтировать защитный кожух двигателя. Он держится на двух болтах с двумя фиксаторами.
- Демонтировать шкив коленчатого вала. Для этого открутить специальным ключом против часовой стрелки.
- Демонтировать приводные ремни: генератора и кондиционера. Чтобы их легче было снять, нужно немного отвернуть стопорные и регулировочный болты генератора.
- Чтобы снять ремень гидроусилителя, потребуется немного открутить натяжной болт. Рядом находится черный провод, который ведет к опоре двигателя. Чтобы его случайно не сорвать, лучше отсоединить.
- Под правую часть автомобиля установить домкрат, который поможет демонтировать опору двигателя. Она мешает снятию пластиковой защиты.
- Снять пластиковые кожухи.
- Выкрутить свечи, чтобы обеспечить легкое вращение коленчатого вала. Установить шкив на коленвал и совместить метки.
- Проверить совпадение других меток.
- Снять ремень с роликов и со шкивов аккуратно, чтобы не сместить метки.
- Сравнить старый и новый ремень на количество зубьев и совпадение длины.
- Собрать в обратной последовательности.
Процедура завершена. Замена длится приблизительно 6 часов. Остается подключить минусовую клемму аккумуляторной батареи и завести двигатель, чтобы проверить работоспособность.
Способы ремонта топливного насоса.
Давление в насосе пропадает очень редко. Потеря давления происходит из-за выработки шайбы плунжера, либо из-за пескоструя клапана — регулятора давления. Из практики плунжера практически не изнашивались в рабочей зоне. Выработка была только в рабочей зоне сальника. 
Зачастую приходится приговаривать насос из-за проблем с сальником, который, стираясь, начинает пропускать топливо в масло. Проверить наличие бензина в масле не сложно. Достаточно померить СН в маслоналивной горловине на прогретом работающем двигателе. Как уже отмечалось ранее, показания должны быть не больше 400 единиц. К сожалению или к счастью производитель не допускает замену сальника, а только замену всего насоса целиком. Отчасти это правильное решение, велик риск неправильной сборки. Ремонт же механической части насоса заключается в притирке напорных клапанов и шайбы от следов износа. Напорные клапана одинаковых размеров, они легко притираются любым доводочным абразивом для притирки клапанов. На фото напорный клапан. 
И далее увеличенный напорный клапан. Хорошо видна радиальная и выработка коррозия металла. 
Я встречал один сомнительный вид ремонта насоса. Ремонтники приклеивали клеем на основной сальник насоса встык часть сальника от двигателя 5А. Внешне все было красиво, но только вот бензин обратная часть сальника не держала. Такой ремонт недопустим и может повлечь возгорание двигателя. На фотографии приклеенный сальник. 
Если владелец продолжает эксплуатацию автомобиля с протекающим сальником в ТНВД,то бензин неизбежно пападает в масло.Разжиженное масло губит двигатель. Происходит глобальная выработка цилиндропоршневой группы. Звук мотора становится «дизельным» На видео пример работы изношенного мотора.
Заключение.
Приход на наш рынок автомобилей с двигателями, оснащенными непосредственным впрыском топлива, заставил сильно поволноваться неподготовленных владельцев. Отвыкшие, от нормального правильного обслуживания японских моторов, владельцы D-4 ,были не готовы к запланированным финансовым тратам и регулярной диагностики мотора. Из всех преимуществ — небольшого снижения расхода топлива в пробках, и разгонных характеристик. Было много недостатков. Невозможность гарантированного зимнего запуска моторов. Ежегодные чистки коллекторов и риски замены дорогостоящих деталей и непрофессионализм ремонтников — всё это породило народный негатив к новому типу впрыска. Но прогресс не стоит на месте и обычный впрыск постепенно вытесняется. Технологии усложняются, вредные выбросы уменьшаются даже при использовании низкокачественного топлива. Двигатель 3S-FSE сегодня уже почти не встретишь. Ему на смену пришёл новый двигатель D-4 1AZ-FSE. А в нем устранены многие недоработки, и он с успехом завоевывает новые рынки. Но это уже совсем другая история. На сайте имеется подробная фотогалерея систем и датчикоа двигателя 3S-FSE.Все необходимые диагностические процедуры и ремонтные работы двигателя 3S-FSE можно произвести в автокомплексе Южный, по адресу г. Хабаровск ул. Суворова 80.Бекренёв Владимир
