Jak to działa: silnik Toyoty GR Yaris, czyli najmocniejsze 3 cylindry na świecie

Gdy Toyota GR Yaris ujrzała światło dzienne na początku 2020 r., ludziom opadły szczęki - producent postarał się, by i silnik, i cała reszta auta były wyjątkowe. Poskutkowało to stworzeniem pojazdu, który ze zwykłym Yarisem dzieli część elementów we wnętrzu oraz... przednie i tylne lampy. Nie dość, że zbudowano samochód 3-drzwiowy (wszystkie pozostałe Yarisy obecnej generacji są 5-drzwiowe), to taką karoserią obudowano coś w rodzaju ucywilizowanego auta rajdowego. Wszyscy ci, którzy tęsknili za Lancerem Evolution, Subaru WRX STi czy - oczywiście - za Celicami GT-FOUR, dostali nową zabawkę od kogoś, kogo kilka lat temu nie podejrzewali o taką szczodrość. Jasne, Toyota sprzedawała od dawna GT86 czy GR Suprę - ale choć oba te modele są udane, to zdecydowanie nie można ich nazwać zwariowanymi (bardzo podoba mi się jedna z angielskich postaci tego słowa: bonkers). A GR Yarisa owszem.

Do niedawna ten kieszonkowy potwór był jedynym autem, który dysponował jednostką napędową o tym oznaczeniu. Do niedawna, ponieważ niedawno zaprezentowano Toyotę GR Corollę, która trafi m.in. na rynek amerykański. O ile w Yarisie G16E-GTS osiąga, zależnie od wersji auta i kraju przeznaczenia, od 261 do 272 KM i od 360 do 390 Nm, to w Corolli wyciśnięto... 299-305 KM i 370-400 Nm (niższe wartości dotyczą rynku australijskiego). Jeśli zastanawiacie się, czy to najmocniejszy seryjny silnik 3-cylindrowy na świecie stosowany w samochodzie osobowym, to spieszę z odpowiedzią: tak.

O tym szczegółowo pisał już Mikołaj, ale dorzucę swoje trzy grosze. Jest świetny. Genialny. Fantastyczny. Urywa głowę przy samej... no, w każdym razie, mocno urywa. Całe auto robi tak duże wrażenie, że znam nawet przypadek właściciela BMW M4, który swoje auto wymienił właśnie na takiego Yarisa. Ciekawy jest w tym wszystkim jeszcze taki drobiazg, że kultura pracy G16E-GTS jest w praktyce zauważalnie wyższa niż wolnossącego silnika 1.5 M15A stosowanego m.in. w hybrydowym Yarisie Cross (dźwięk jest przyjemniejszy i mniej chropowaty, a wibracje niemalże wyeliminowano), na którym zresztą motor GR-a bazuje.

Pojemność skokowa tej wykonanej w dużej mierze z aluminium jednostki wynosi 1618 cm3. Średnica cylindra to 87,5 mm, a skok tłoka - 89,7 mm. Takie wymiary wewnętrzne nie są przypadkowe - dostosowano je do obecnego regulaminu FIA w zakresie samochodów rajdowych (a co za tym idzie, dotyczącym także aut drogowych służących do celów homologacyjnych). Dla klasy Rally2, zastępującej wcześniejszą R5, maksymalna pojemność silnika wynosi 1620 cm3.

Pewnym zaskoczeniem może być fakt istnienia G16E-GTS o zmniejszonej do 1,4 l pojemności skokowej - takiego silnika Toyota używa w wyścigowych GR86 w obecnym sezonie wyścigów długodystansowych Super Taikyu w Japonii. Pojemność skokową obniżono poprzez zmniejszenie skoku tłoka do 77 mm, silnik w tej specyfikacji może pracować na paliwie syntetycznym.

Silnik wyposażono w układ podwójnego wtrysku paliwa - jest tu zarówno wtrysk wielopunktowy, jak i wtrysk bezpośredni. Zależnie od różnych czynników działają one jednocześnie lub pracuje tylko jeden z nich, by osiągnąć możliwie najlepsze parametry (np. przy mocnym obciążeniu pracuje tylko wtrysk bezpośredni). A skoro już przy nich jesteśmy - moc maksymalna osiągana jest przy 6500 obr./min., a maksymalny moment obrotowy w zakresie od 3000 do 4600 obr./min w Yarisie oraz w zakresie 3000-5550 lub 3250-4600 obr./min. w Corolli (zależnie od wersji; pierwszy przedział dotyczy modelu standardowego, a drugi - ostrzejszej odmiany Morizo Edition). Stopień sprężania seryjnego silnika wynosi 10,5.

Silnik G16E-GTS ma oczywiście turbodoładowanie - Toyota zastosowała tu pojedynczą turbosprężarkę typu single-scroll zintegrowaną z kolektorem wydechowym, zapewniającą nadciśnienie na poziomie maksymalnie 1,4 bara. Turbo współpracuje z umieszczonym z przodu silnika intercoolerem typu powietrze-powietrze.

Na każdy cylinder przypadają 4 zawory, współpracujące z systemami VVT-iW dla zaworów ssących oraz VVT-i dla wydechowych. Rozrząd: oczywiście DOHC (dwa wałki w głowicy). Za jego napęd odpowiada łańcuch. Motor dysponuje też wałkiem wyrównoważającym - zamontowany jest on we własnej obudowie przykręconej do bloku.

Silnik w stanie suchym waży 109 kg.

Zacznijmy od kwestii tulei cylindrowych. Są one wykonane z żeliwa, a ich powierzchnia zewnętrzna jest chropowata, by utrudnić (uniemożliwić) ich przemieszczanie się w kadłubie silnika. Umyślnie przemieszczono natomiast oś symetrii cylindrów względem osi wału korbowego (podpartego w 4 punktach, z 4 przeciwciężarami) - są one przesunięte względem siebie o 1 cm, co w zamyśle ma zmniejszać składową boczną siły wywieranej przez tłoki na ścianki cylindrów, a tym samym ograniczyć tarcie i zużycie.

Zawory wydechowe wypełniono sodem, co pomaga w ich chłodzeniu. A skoro już o chłodzeniu mowa, to można powiedzieć, że układ chłodzenia jest... standardowy do bólu. Mimo wysilenia silnika, nie różni się on w zasadzie niczym od układów ze zwykłych aut, nawet wentylator chłodnicy jest pojedynczy.

Samochód pomimo swoich osiągów nie dysponuje układem smarowania z suchą miską olejową. Wyposażono go jednak w system natrysku oleju na denka aluminiowych tłoków.

Macie 260 koni i jeszcze wam mało? No dobrze - zacznijmy od tego, że pojawiają się już pierwsze sygnały o zniszczonych silnikach tego typu. Nie wygląda to na szczęście na plagę - a co więcej, można stwierdzić, że silnik GR Yarisa wydaje się mieć bardzo duże rezerwy wytrzymałościowe. Na przykład Australijczycy z Motive Garage, po wymianie osprzętu na bardziej wydajny od fabrycznego, wyciągnęli z niewielkiej Toyoty niemal... 500 KM. I mówimy tu o mocy na kołach (a właściwie na piastach, biorąc pod uwagę typ wykorzystanej hamowni), a nie na silniku.

Tak czy owak, 500 KM zapewne przydaje się w wyścigach równoległych, na drodze byłoby tu przesadą.