理想のエンジンとはなにか? これはエンジン技術者永遠の命題である。実際には材質や構造、生産ラインといった現実問題から理想は束縛される。だが、ユーザーにとっての理想とは何だろうと考えた場合、それは“ファン・トゥ・ドライブ”を実現してくれるか否かである。かつて、それを実現してくれたエンジン、トヨタ4A-G型を取り上げる。



TEXT●高橋一平(TAKAHASHI Ippei)

 カローラレビン/スプリンタートレノ(以下レビン/トレノ)との組み合わせで黄金時代を築き上げた、名機2T-G型(最終型は2T-GEU型)からバトンを受け取るかたちで、1983年5月にデビューした4A-GEU型エンジン。



 先代の2T-G型が当初セリカ(TA22)の搭載エンジンとして登場した後にレビン/トレノに採用されたのに対し、4A-GEU型は最初からレビン/トレノ用として登場している。これはセリカが大型化したことに加え、先代の2T-G型の存在が、レビン/トレノというモデルとの組み合わせで強力なイメージを確立していたための必然だった。



 2T-G型は名機ではあったが、それ故に時代が長く続き過ぎたということもあって、次世代に対する期待は大きく膨らんでいた。そんな状況のなか、満を持すかたちで登場した4A-GEU型は、その名称からもわかる通りT型系列から脱却。1気筒あたり2バルブのSOHC4気筒という構成を持つ3A-U型が直接のベースとなっている。



 1452ccの排気量を持つ3A-U型のボアを3.5mm拡大。ボア×ストロークを81mm×77mmとすることで1587ccの排気量を確保、これに1気筒あたり4バルブのDOHCシリンダーヘッドを組み合わせることで、2T-G型を大きく上回る130ps/6600rpmというパワーを搾り出すことに成功していた。



 1気筒あたり2バルブと4バルブという違いはあるものの、吸気側と排気側のバルブ間の角度は2T-G型の66度から50度へと狭角化され、容積が小さく火炎伝播に優れる、現代的なペントルーフ型の燃焼室を形成。シリンダーヘッドは2T-G型と同様にヤマハ発動機によって開発されたもので、4A-GEU型に先駆け1981年に登場していたDOHC6気筒エンジンの1G-GEU型(GZ10型ソアラなどに搭載)の技術を受け継いでおり、バルブ間の角度も共通だった。



 また、吸気側と排気側で別体とされたカムカバーの構成や、そのデザインも基本的に1G-GEU型と共通のイメージを踏襲するものとされており、1気筒あたり4バルブゆえの低速トルクの細さを補うべく、低回転域(1G-GEU型では5200rpm。4A-GEU型では4650rpm以下)において吸気ポートの片側をバタフライバルブによって閉じることで慣性吸気効果を狙った“T-VIS(TOYOTA VARIABLE INDUCTIONSYSTEM)” と呼ばれるデバイスや、10万キロのメンテナンスフリー化が可能な、電極部に白金チップを埋め込んだ、いわゆる白金プラグも両者で共通の装備となっている。



 3A-U型がベースに選ばれた理由は、軽量化と低フリクション化。もともとトヨタ初のFF車として1987年に登場した初代ターセル/コルサの搭載エンジン、1A-U型(1452cc)をルーツに持つ3A-U型は、軽量でコンパクトという特徴を持ち合わせており、4A-GEU型ではこの特徴を最大限に活かすと同時に、クランクシャフトのジャーナルやピンなどの寸法(径)に変更を加えずそのまま流用。ピストンには薄型のリングを採用するなど、低フリクション化を狙った設計となっていた。



 もちろん、エンジンを高回転・高出力化するのにクランクシャフト周りの寸法をそのままキャリーオーバーするのでは、当然強度的な問題も生じ得るということで、4A-GEU型では高炭素鋼を鍛造成型した8バランスウェイトという、実に贅沢なクランクシャフトを採用。ボア径81mmに対してボアピッチは87.5mmと大幅にコンパクト化された効果もあって、機関整備重量は123kgで2T-G型から23キロもの軽量化にも成功している。



 ちなみに、ボア×ストロークという観点から見ると、2T-G型の85mm×70mmと比べスモールボアのロングストロークになっているが、これにはベースとなった3A-U型の寸法的な制約も影響があった可能性も否めないが、むしろ小さなボアでもバルブを無理なく配置できるようになったという、1気筒あたり4バルブならではの恩恵のひとつという見方が正しいだろう。

3A-U型と4A-GEU型

 1452ccという排気量を持っていたSOHCの3A-U型エンジンのボアを3.5mm拡大。ボア×ストロークを81mm×77mmとすることで排気量1587ccとし、これに1気筒あたり4バルブのDOHCシリンダーヘッドを組み合わせたものが4A-GEU型だ。50度という挟み角のバルブアングルによって、容積が小さく火炎伝播に優れる、現代的なペントルーフ型の燃焼室を形成していた。1気筒あたり4バルブゆえの低速トルクの細さを補うために“T-VIS”と呼ばれるコンピューター制御のデバイスを備えた、ロングポートタイプの吸気マニフォールドを採用。なお3A-U型の基となった1A-U型はカムシャフトの駆動に初めてコグドベルトを採用したトヨタエンジンでもある。

型式:4A-GEU

種類:水冷直列4気筒DOHC

総排気量(cc):1587

ボア×ストローク(mm):81.0×77.0

圧縮比:9.4

最高出力(kW/rpm):82/6600

最大トルク(Nm/rpm):126/5200
OTHER SIDE

4A-GEU型は3A-U型のボアアップ版

3A型

4A-G型

2A型(参考)

 3A-U型がベースに選ばれた理由は、軽量化と低フリクション化だった。軽量でコンパクトという特徴を持ち合わせていた3A-U型のストロークをそのままにボアだけを拡大した4A-GEU型は、こうした3A-U型の特徴を最大限に活かすために、クランクシャフトのジャーナルやピンなどの寸法に変更を加えずそのまま流用している。ボアピッチは87.5mmと大幅にコンパクト化されたことによって、先代の2T-G型と比べ機関整備重量は23kgもの軽量化にも成功している。また、3A-Uの前には2A系が存在するが、これらは1295ccと1A-U型や3A-U型よりも排気量が小さくなっている(ボア×ストローク:76.0mm×71.4mm)。

クランクシャフト

4A-GEU型では高炭素鋼からの鍛造成型という実に贅沢なクランクシャフトを採用。いわばフルカウンターともいえる1気筒ごとにカウンターウェイトを備えた、高回転高出力向きの本格的な形状となっている。フライホイール取り付けボルトは8本締めタイプと、このクラスとしてはオーバークオリティともいえる造りだ。

シリンダーブロックの補強

ひとクラス下の設計である3A-U型をベースとしながら、1600ccでトップクラスのパワーと回転数を狙うべく、シリンダーブロックには各所にリブなどの補強が加えられ、剛性が高められている。シリンダーブロックの形状は先代の2T-G型と同じくディープスカート。また、補機会類のレイアウト変更などにマウントやボルト穴が追加になっている。前述の通りメインジャーナル径などは3A-U型からそのまま引き継いでいる。



情報提供元:MotorFan
記事名:「 日本の名エンジン 4A-GEU型 :86レビン/トレノ、MR2の黄金期を支えた1.6ℓDOHC