Разработка бензиновых двигателей внутреннего сгорания серии А корпорации Тойота началась в 1970 году. Все представители семейства представляли собой рядные четырехцилиндровые силовые агрегаты объемом от 1,3 до 1,8 литра. Чугунный блок цилиндров изготовлялся методом литья, головка блока изготавливалась из алюминия.
Серия А создавалась как замена четырехцилиндровым рядным маломощным двигателям семейства К, которые, как не удивительно, выпускались до 2007 года. Двигатель 4A-GE первый четырехцилиндровый рядный силовой агрегат, собранный по схеме DOHC, появился в 1983 году и производился в нескольких вариантах до 1998 года.
Буквы GE в названии двигателя обозначают использование двух распределительных валов в механизме ГРМ и электронную инжекторную систему впрыска топлива. Алюминиевая головка блока цилиндров была разработана корпорацией Ямаха и производилась на заводе компании Тойота в Шимояме.
Едва появившись, 4A-GE приобрел большую популярность среди любителей тюнинга, пережил пять серьезных переработок. Несмотря на снятие двигателя с производства, в продаже имеются новые запчасти, выпускаемые небольшими фирмами для энтузиастов разгона.
1 поколение
Первое поколение заменило популярный в 80х годах двигатель 2T-G, в конструкции газораспределительного механизма которого уже на то время использовались два распредвала. Мощность ДВС toyota 4A-GE составляла 112 л.с. при 6600 об/мин для американского рынка, и 128 л.с. для японского.
Различие заключалось в установке датчиков расхода воздуха. Американский вариант, с датчиком MAF, ограничивал воздушный поток во впускном коллекторе двигателя, что привело к небольшому падению мощности, но делало выхлоп гораздо более «чистым». В Японии требования к выбросам в окружающую среду на то время были гораздо менее строгими. Датчик расхода воздуха МАР увеличивал мощность двигателя, при этом нещадно загрязняя окружающую среду.
Секрет 4A-GE заключался в взаимном расположении впускного и выпускного клапанов. Угол в 50 градусов между ними обеспечивал оптимальные условия для работы двигателя на высоких оборотах, но стоило сбросить газ, и мощность падала до уровня старенькой серии К.
Для решения этой проблемы была сконструирована система T-VIS, управлявшая геометрией впускного коллектора и таким образом увеличивающая крутящий момент четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания. На каждый цилиндр приходилось два отдельных канала, один из которых мог перекрываться при помощи дросселя.
При падении оборотов двигателя до 4200 в минуту, T-VIS перекрывает один из каналов, увеличивая скорость потока воздуха, что создает благоприятные условия для сгорания топливно-воздушной смеси. Производство двигателей первого поколения длилось четыре года, и окончилось в 1987 году.
2 поколение
Второе поколение отличается увеличенным диаметром шейки коленчатого вала, что положительно сказалось на ресурсе двигателя. Блок цилиндров приобрел дополнительные четыре ребра охлаждения, а крышка головки блока цилиндров окрасилась в черный цвет. 4A-GE по-прежнему оснащался системой T-VIS.
Производство второго поколения началось в 1987, а закончилось в 1989 году.
3 поколение
Третье поколение внесло серьезные изменения в конструкцию двигателя. Инженеры корпорации Тойота отказались от использования системы T-VIS, попросту уменьшив геометрические размеры впускного коллектора. Был проведен ряд доработок, направленных на увеличение срока службы двигателя.
Изменилась конструкция поршней – теперь они комплектовались пальцами диаметром в двадцать миллиметров, в отличие от восемнадцати миллиметровых пальцев предыдущих поколений. Под поршни установлены дополнительные смазочные форсунки. Чтобы компенсировать потери мощности, вызванные отказом от системы T-VIS, конструкторы повысили степень сжатия с 9,4 до 10,3.
Крышка головки блока цилиндров приобрела серебристый цвет и надпись красного цвета. За третьим поколением двигателей прочно закрепилось прозвище Redtop. Выпуск прекратился в 1991 году.
На этом заканчивается история 16-ти клапанного 4A-GE. Хотелось бы добавить, что первые два поколения до сих пор страстно любимы поклонниками серии фильмов «Форсаж» за простоту проведения модернизаций.
4 поколение
Четвертое поколение ознаменовалось переходом на конструкцию, использующую по пять клапанов на цилиндр. Под двадцати клапанную схему полностью переработана головка блока цилиндров. Разработана и внедрена уникальная система газораспределения VVT-I, степень сжатия повышена до 10,5. За зажигание отвечает трамблер. Для увеличения надежности и срока службы двигателя, основательно переработан коленвал.
Крышка головки блока цилиндров приобрела серебристый цвет с хромированными буквами на ней. Прозвище 4A-GE Silvertop прочно закрепилось за двигателями четвертого поколения. Выпуск продолжался с 1991 по 1995 год.
5 поколение
Пятое поколение проектировалось с расчетом на максимальную мощность. Степень сжатия топливной смеси увеличена, и равна 11. Рабочий ход впускных клапанов удлинился на 3 мм. Так же доработкам подвергся впускной коллектор. За счет более совершенной геометрической формы улучшилось наполнение цилиндров топливной смесью.
Черная крышка, закрывающая головку блока цилиндров, стала причиной появления «народного» названия двигателя 4A-GE Blacktop.
Технические характеристики 4A-GE и область его применения
Двигатель 4A-GE 16v – 16-ти клапанная версия:
| Объем | 1,6 литра (1,587 куб. см.) |
| Мощность | 115 — 128 л.с. |
| Крутящий момент | 148 Н*м при 5,800 об/мин |
| Отсечка | 7600 об/мин |
| Механизм ГРМ | DOHC |
| Система впрыска | электронный инжектор (MPFI) |
| Система зажигания | прерыватель–распределитель (трамблер) |
| Диаметр цилиндра | 81 мм |
| Ход поршня | 77 мм |
| Вес | 154 кг |
| Ресурс 4A-GE до капремонта | 500 000 км |
За восемь лет выпуска 16-ти клапанная версия двигателя 4A-GE была установлена на следующие серийные автомобили:
| Модель | Кузов | Года | Страна |
|---|---|---|---|
| Carina | AA63 | июнь 1983 –1985 | Япония |
| Carina | AT160 | 1985–1988 | Япония |
| Carina | AT171 | 1988–1992 | Япония |
| Celica | AA63 | 1983–1985 | |
| Celica | AT160 | 1985–1989 | |
| Corolla saloon, FX | AE82 | октябрь 1984 –1987 | |
| Corolla Levin | AE86 | май 1983–1987 | |
| Corolla | AE92 | 1987–1993 | |
| Corona | AT141 | октябрь 1983–1985 | Япония |
| Corona | AT160 | 1985–1988 | Япония |
| MR2 | AW11 | июнь 1984 –1989 | |
| Sprinter | AE82 | октябрь 1984–1987 | Япония |
| Sprinter Trueno | AE86 | май 1983 –1987 | Япония |
| Sprinter | AE92 | 1987–1992 | Япония |
| Corolla GLi Twincam/Conquest RSi | AE86/AE92 | 1986–1993 | ЮАР |
| Chevrolet Nova | на базе Corolla AE82 | ||
| Geo Prizm GSi | на базе Toyota AE92 | 1990–1992 |
Двигатель 4A-GE 20v – 20-ти клапанная версия
| Объем | 1,6 литра |
| Мощность | 160 л.с. |
| Механизм ГРМ | VVT-i, DOHC |
| Система впрыска | электронный инжектор (MPFI) |
| Система зажигания | прерыватель–распределитель (трамблер) |
| Ресурс двигателя до капремонта | 500 000 км |
В качестве силового агрегата 4A-GE Silvertop использовался в следующих автомобилях:
| Модель | Кузов | Года |
|---|---|---|
| Corolla Levin | AE101 | 1991–1995 |
| Sprinter Trueno | AE101 | 1991–1995 |
| Corolla Ceres | AE101 | 1992–1995 |
| Sprinter Marino | AE101 | 1992–1995 |
| Corolla | AE101 | 1991–2000 |
| Sprinter | AE101 | 1991–2000 |
4A-GE Blacktop устанавливался на:
| Модель | Кузов | Года |
|---|---|---|
| Corolla Levin | AE111 | 1995–2000 |
| Sprinter Trueno | AE111 | 1995–2000 |
| Corolla Ceres | AE101 | 1995–1998 |
| Sprinter Marino | AE101 | 1995–1998 |
| Corolla BZ touring | AE101G | 1995–1999 |
| Corolla | AE111 | 1995–2000 |
| Sprinter | AE111 | 1995–1998 |
| Sprinter Carib | AE111 | 1997–2000 |
| Corolla RSi and RXi | AE111 | 1997–2002 |
| Carina | AT210 | 1996-2001 |
Вторая жизнь 4A-GE
Благодаря чрезвычайно удачной конструкции, двигатель пользуется большой популярностью даже спустя 15 лет после прекращения выпуска. Доступность новых запасных частей делает ремонт 4A-GE несложной задачей. Любителям тюнинга удается поднять мощность 16-ти клапанного двигателя с номинальных 128 л.с. до 240!
Модификации подвергаются практически все узлы стандартного двигателя. Шлифуются цилиндры, седла и тарелки впускных и выпускных клапанов, устанавливаются распределительные валы с углами синхронизации, отличными от заводских.
Проводится повышение степени сжатия топливно-воздушной смеси и как следствие, переход на топливо с большим октановым числом. Подвергается замене стандартный электронный блок управления.
И это не предел. Любители экстремальной мощности, талантливые механики и инженеры изыскивают все новые и новые способы снять лишнюю «десятку» с коленвала любимого 4A-GE.