Motory řady 4A započaly život v roce 1980 jako nástupce motorů 3A (1.5l) a 2A (1.3l) a byly v různých variacích vyráběny až do roku 1998. Oproti předchozím řadám motorů se však mezi “spotřebními” motory jako 4A-C a 4A-FE objevil také typ, který si díky svému specifickému zvukovému projevu a schopnosti se vytáčet do osmi tisíc otáček a více získal miliony fanoušků po celém světě: 4A-GE.

V tomto článku se Vám pokusíme přiblížit různé variace tohoto motoru, které se od roku 1983 vyráběly. V budoucnosti se také zaměříme na ostatní motory této řady, především pak 4A-C.

Dvouvačkový 4A-GE o obsahu 1587cc nahradil motory 2T-G, které dříve zastávaly roli “ostré” šestnáctistovky Toyoty. 4A-GE konstrukcí až podezřele připomíná motory Ford Cosworth BDA, se kterými sdílí stejné vrtání a zdvih (81mm a 77mm), stejný průměr ventilů (29.5mm a 25.5mm) a některé verze mají dokonce velmi podobný tvar sacích a výfukových kanálů. Oba motory mají při maximálních úpravách přibližně stejný limit výkonu, kterým disponují v podobných otáčkách. 4A-GE je tak defacto masově vyráběnou (a povedenou) kopií tohoto motoru Cosworth.

Blok motoru první generace 4A-GE je naprosto identický jako blok slabšího 4A-C (tzv. “3 rib“). Rozměry vnitřností motoru jsou identické, kliková hřídel je u 4A-GE však kovaná oproti tlakovému odlitku na 4A-C. Setrvačník u 4A-GE drží osm šroubů namísto šesti. Rozdíl je také v pístech, které mají jiný tvar kvůli spalovacímu prostoru.  Roli 4A-C později převzal motor 4A-FE.

První produkční verze 4A-GE, které se mimo jiné usadily také v Corollách AE86, jsou označovány jako “Bigport” a nebo také “Bluetop“. Ten se vyráběl ve dvou verzích s odlišným výkonem. Verze s MAF (AFM) váhou vzduchu a s katalyzátorem, určena pro americký trh, disponuje výkonem 112 koní. Verze určená pro japonský trh používá MAP senzor a postrádá katalyzátor, díky čemuž má výkon 125 koní. Nepatrný je také rozdíl v kompresi, MAP verze mají kompresní poměr 10:1, zatímco MAF verze mají 9,4:1. Obojí verze těchto motorů se vyskytují také v Toyotě MR2 AW11 a MAP verze Bluetopu je v evropské a japonské verzi předokolkové Corolly AE82. I když je slabší “eko” verze často označována jako “horší 4A-GE”, její nižší kompresní poměr jí dovoluje běžně používat 95 oktanový benzín. Do výkonnější MAP verze automobilka doporučuje lít vysokooktanový benzín. Z vlastních zkušeností můžeme také potvrdit, že rozdíl ve výkonu není vůbec patrný, obzvlášť po odstranění katalyzátoru u MAF verze.

Porovnání MAP a MAF verze Bigport Bluetopu z AE86. MAF (AFM) verze se dá lehce identifikovat pomocí velké váhy vzduchu umístěné těsně za vzduchovým filtrem.

Kvůli rozdílným emisním normám dovážely různé evropské země jiné verze, proto v Evropě můžete narazit na oba tyto motory. Evropské MAF verze mají díky nepatrnému rozdílu v naprogramování ECU 115 koní oproti 112 v americké verzi. Zvláštností je pak specifikace pro švýcarský trh, která sice měla MAF verzi, ovšem bez katalyzátoru, díky čemuž měla výkon 120 koní.  V roce 1985 byl ve Švýcarsku a Německu katalyzátor za příplatek, proto můžete najít jak zenki, tak kouki verze bez i s katalyzátorem. Od roku 1986 byl katalyzátor povinně montován do všech modelů, a proto jsou například německé AE86 vyráběné od tohoto roku vybaveny MAF motorem (do té doby používala německá specifikace MAP).

Druhá generace 4A-GE, vyráběná od roku 1987 do roku 1989, prošla nepatrnými, ale přesto důležitými změnami. Hlavními rozdíly jsou větší ložiska klikové hřídele (nyní o průměru 42mm, předtím 40mm) a také větší počet zpevňovacích žeber na bloku motoru, kterých je nyní sedm oproti třem na předchozích verzích (proto také označení “7 rib“). Rozdíl byl také v průměru pístních čepů, ten byl nyní 20mm oproti dřívějším 18mm.  Tento motor přebral tvar pístů z AFM verze Bluetopu, díky čemuž má také stejnou kompresi (9,4:1). V Evropě byl montován pouze s AFM váhou vzduchu. Časování a zdvih vaček byl také upraven.

Druhá a třetí generace 4AGE. Nalevo Bigport Redtop se systémem TVIS a napravo Smallport Redtop bez TVIS. Smallport je snadno rozeznatelný díky nápisu Twincam 16 Valve, který je celý červený, zatímco Bigport má červeně napsáno pouze 16 Valve

Tento motor se vyskytoval v Toyotě Celica (AT160) a Toyotě Corolla AE92, které měli oboje pohon předních kol. I přes tyto všechny rozdíly se stále jednalo o tzv. “Bigport”, který byl ve všech případech vybaven systémem TVIS (variabilní sací kanály).

Toyota provedla tyto změny především kvůli příchodu kompresorem přeplňované verze 4A-GZE, jehož základem se stala právě tato zesílená druhá generace 4A-GE. Protože je logicky méně nákladné vyrábět jeden základ motoru, tak byly tyto zpevněné části použity i v atmosférických verzích. Více o tomto motoru se dočtete níže.

Třetí generace, vyráběná v letech 1989 až 1991, je označována jako “Redtop” a se svým výkonem 140 koní je nejvýkonější 16v verzí 4A-GE. I u tohoto motoru ovšem existují silnější verze s MAP senzory a slabší verze s MAF. Evropské verze s MAF váhou vzduchu mají “pouhých” 120 koní. Tento motor se vyskytuje pouze v Corollách AE92 vyrobených od poloviny roku 1989.

Hlavním rozdílem oproti předchozím generacím 4A-GE byla absence systému TVIS a s tím  také souvysejíc menší průměr sacích kanálů. Z tohoto také plyne označení “Smallport“. V duchu dalších úprav kompresorované verze proběhly i u 4A-GE změny jako přidání ostřiku pístů olejem, díky čemuž si mohli konstruktéři dovolit zvýšit kompresní poměr na 10,3:1. Další věcí je pak také externí vývod oleje z hlavy do klikové skříně. Absence TVIS posunula výkon a hlavně maximum točivého momentu do vyšších otáček.

Rozdíly mezi Bigportem a Smallportem jsou nejlépe vidět na těchto obrázcích. Na snímku vlevo jsou sací kanály “Bigportu”, vpravo pak kanály “Smallportu”

Čtvrtá generace, která byla vyráběna již pouze pro japonský trh, přišla s pravděpodobně nejrazantnějšími změnami. Používá totiž kompletně přepracovanou hlavu, která má 20 ventilů namísto původních 16 (každý válec má tři sací a dva výfukové ventily). Tomuto motoru se díky stříbrnému krytu vaček přezdívá “Silvertop“.

Změna v konstrukci hlavy nebyla pouze v přidání čtyř ventilů. Ventily u Silvertopu svírají mnohem menší úhel (37,5° oproti 50° u 16v). Jednu škrtící klapku nahradily kvůli lepší odezvě čtyři samostatné, které byly umístěny co nejblíže k samotnému sání. Mimo to všechno byla ještě více navýšena komprese motoru (ta má nyní 10,5:1) a na sací vačkovou hřídel byl přidán variabilní systém VVTi. Všechny tyto změny měli za následek nárust výkonu o 20 koní, celkově již na 160. V tuto chvíli mělo sériové 4A-GE litrový výkon 100 koní na litr. Maximální výkon byl k dispozici až v 7400 otáčkách. S motorem se už počítalo pouze pro FWD použití a proto nalezneme rozdelovač a termostat housing s vývody chladici kapaliny na zadní straně motoru, což způsobuje komplikace při přestavbě do RWD Corolly.

Protože byl motor používán pouze v Japonsku, konkrétně v předokolkových Corollách AE101, je to také jediné místo, kde takový motor pořídit.

Rozdíly mezi ojnicemi v různých generacích 4A-GE

Poslední model 4A-GE, jeho pátá generace, byl vyráběn v letech 1995 až 1998. Stejně jako jeho předchůdci byl i tento motor označován podle barvy krytů vaček, které byly tentokrát matně černé, z čehož plyne přezdívka “Blacktop“. Změny oproti předchozí generaci nebyly již tak radikální, jako při přechodu z Redtopu na Silvertop, ale parametry motoru již lehce radikálních hodnot dosahovaly. Například jeho komprese byla opět navýšena, tentokrát na hodnotu 11:1. Design sacích a výfukových kanálů byl opět přepracován, zdvih sací vačky byl navýšen o 0.3mm na 8.2mm, průměr škrtících klapek byl navýšen ze 42mm na 45mm a MAF váha vzduchu, kterou používal Silvertop,  byla nahrazena MAP senzorem. Odlehčeny byly i ojnice a setrvačník.

Dostupnost motoru je stejná, jako v případě Silvertopu. Blacktop byl totiž také montován pouze do japonských Coroll, konkrétně do modelu AE111.

Porovnání Silvertopu a Blacktopu v Corollách AE101 a AE111. Všimětě si absence MAF u Blacktopu.

Samostatnou kapitolou je pak motor 4A-GZE, tedy kompresorem přeplňovaná verze standartního 4A-GE. První přeplňované motory měly stejný základ jako druhá generace atmosfércikého 4A-GE, která byla kvůli přeplňovanému GZE na řadě míst zesílena (viz výše). Jediným rozdílem v motoru jsou oproti atmosférické verzi kované písty s nižší kompresí a samozřejmě přidaný kompresor typu roots.

První verze 4A-GZE s výkonem 145 koní se objevily v první generaci Toyoty MR2 AW11. I když byl její výkon vyšší o pouhých 20 koní, točivý moment narostl na hodnotu 190Nm. Novější verze 4A-GZE s výkonem 165 koní a točivým momentem 210Nm byly používány v japonských verzích Coroll AE92 a AE101.

Obě verze 4AGZE byly sériově vybaveny mezichladičem. Nalevo první verze v Toyotě MR2, vpravo mírně upravená druhá série v Corolle AE101.

Tags: 4A-GE, Blacktop, Technical

Posted in Technical