ย้อนอดีต เครื่องยนต์ตัวเจ็บพี่โต TOYOTA 3S-GTE

ในโลกแห่งอุตสาหกรรมยานยนต์ หากมองหาผู้ผลิตยานยนต์สัญชาติญี่ปุ่นที่ขึ้นชื่อเรื่องการออกแบบและสร้างเครื่องยนต์ที่น่าทึ่ง หนึ่งในบริษัทรถยนต์ญี่ปุ่นที่ผลิตเครื่องยนต์ชั้นดีนั่นก็คือ Toyota ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์เบนซิน 6 สูบเรียง 2JZ ในตำนาน หรือเครื่อง 4 สูบ 2.0 ลิตร เทอร์โบอย่าง 3S-GTE รวมถึงเครื่องยนต์ดีเซลที่ดีที่สุดบางรุ่นอย่าง 1GD-FTV ประวัติศาสตร์เครื่องยนต์อันน่าทึ่งของ Toyota นอกจากรถยนต์ที่ทนทายาดแล้ว ส่วนหนึ่งเกิดจากเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพ แน่นอนว่าเครื่องยนต์ตัวเล็กแรงเยอะในอดีตที่เคยสร้างประวัติศาสตร์ให้กับแบรนด์สามห่วงก็คือ 3S-GTE

ในอดีต Toyota ใช้เงินงบประมาณมหาศาล พร้อมการออกแบบทางวิศวกรรมที่เหนือชั้น เพื่อผลิตเครื่องยนต์ 2 ลิตร ประสิทธิภาพสูง รหัส 3S-GTE ด้วยความมุ่งมั่นในการเอาชนะคู่แข่งที่แข็งแกร่งกว่า บล็อกเครื่องยนต์ออกแบบวิจัยและพัฒนาโดย Toyota ส่วนกระบอกสูบและลูกสูบสมรรถนะสูง ทำจาก Yamaha การร่วมมือกันของทั้งสองบริษัทกลายเป็นประเพณีที่ทำสืบเนื่องมาอย่างยาวนานจนถึงปัจจุบันนานกว่า 60 ปีแล้ว อย่าลืมว่า เครื่องยนต์ชั้นดีหลายรุ่นของ Toyota ถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือจากวิศวกรของ Yamaha 

ขุมกำลัง Toyota รหัส 3S-GTE เป็นเครื่องยนต์เบนซินเทอร์โบชาร์จ 4 สูบแถวเรียง ขนาด 2.0 ลิตร 1998 ซีซี. ผลิตโดยค่ายสามห่วง ตั้งแต่ปี 1986 ถึงปี 2007 เครื่องยนต์รุ่นนี้มีเครื่องฝาแฝดอย่าง 3S-GE ที่ไม่มีระบบอัดอากาศเป็นเครื่องยนต์คู่ขนานที่ขายร่วมกันในรถยนต์บางรุ่น สำหรับ 3S-GTE เครื่องยนต์เทอร์โบ 2.0 ลิตร ส่วนใหญ่ ประจำการอยู่ในรถสปอร์ตเครื่องยนต์วางด้านหน้า เช่น Toyota Celica (ST165, ST185, ST205) รถสปอร์ตเครื่องยนต์วางกลางลำขับเคลื่อนล้อหลัง MR2 และรถสเตชั่นแวกอน ขับเคลื่อนสี่ล้อ Caldina GT-T/GT-Four

Toyota Engine S Series : เครื่องยนต์ S ยุคที่สอง (Second Ganeration Model S) เป็นเครื่องยนต์เชื้อเพลิงเบนซิน 4 ลูกสูบ แถวเรียง มีทั้งแคมเดี่ยวซิงเกิ้ลโอเวอร์เฮดแคม SOHC และดับเบิ้ลโอเวอร์เฮดแคมชาร์ป DOHC ระบายความร้อนด้วยของเหลว จำหน่ายในประเทศญี่ปุ่น เดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2524 ถึง เดือนตุลาคม พ.ศ. 2550 ผลิตออกมาทั้งหมด 5 รุ่น คือ

1S ปริมาตรความจุ 1832 ซีซี (1.8 ลิตร)
2S ปริมาตรความจุ 1995 ซีซี (2.0 ลิตร)
3S ปริมาตรความจุ 1998 ซีซี (2.0 ลิตร)
4S ปริมาตรความจุ 1838 ซีซี (1.8 ลิตร)
5S ปริมาตรความจุ 2163 ซีซี (2.2 ลิตร)

3S-GTE เทอร์โบชาร์จ คล้ายกับมีบล็อก 3S-GE ใช้กระบอกสูบเหล็กหล่อ เพลาข้อเหวี่ยงและก้านสูบ หลอมขึ้นรูป ลูกสูบอะลูมิเนียมน้ำหนักเบา 3S-GTE แตกต่างจาก 3S-GE ตรงที่อัตราส่วนกำลังอัดที่ลดลงสำหรับการติดตั้งเทอร์โบชาร์จ เพิ่มหัวฉีดน้ำมันลูกสูบ ภายในบล็อกกระบอกสูบ ด้านบนของบล็อกมีหัวกระบอกสูบอะลูมิเนียม ออกแบบโดย Yamaha ฝาสูบอะลูมิเนียม DOHC 16 วาล์ว พร้อมห้องเผาไหม้แบบ pent-roof combustion ซึ่งวางตำแหน่งของหัวเทียนอยู่ตรงกลาง เครื่องยนต์ใช้โซ่สายพานราวลิ้นและบัคเก็ตแข็งในชุดวาล์ว (ปรับระยะห่างวาล์วได้โดยเพิ่มชิมทั้งด้านบน/ล่าง) เส้นผ่านศูนย์กลางวาล์วไอดี 33.5 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางวาล์วไอเสีย 29.0 มม. 

3S-GTE Gen 1 รุ่นแรก (1986-1989) พร้อมระบบอัดอากาศเทอร์โบชาร์จเจอร์ Toyota CT26 ตัวเรือนเทอร์ไบน์แบบทางเข้าเดียว ออกแบบพอร์ตเวสท์เกตแบบเดี่ยว ติดตั้งก้านสูบยาว 138 มม. หัวฉีดเชื้อเพลิงขนาด 430 ซีซี ระบบ T-VIS ของ Toyota (ท่อร่วมไอดีแบบแปรผัน) และอินเตอร์คูลเลอร์ ความสูงของวาล์วไอดีและไอเสียทั้งคู่อยู่ที่ 7.15 มม. อัตราส่วนกำลังอัด 8.5:1 และแรงดันระบบหัวฉีด 8-9 psi (0.55-0.62 บาร์) เครื่องยนต์ให้กำลัง 185-190 แรงม้าที่ 6,000 รอบต่อนาที แรงบิด 250-258 นิวตันเมตร (184-190 ปอนด์-ฟุต) ที่ 4,000 รอบต่อนาที เครื่องยนต์เจเนอเรชันนี้ประจำการอยู่ใน Celica GT-Four ST165

3S-GTE Gen 2 เครื่องยนต์เทอร์โบ 3S เจเนอเรชันที่ 2 ผลิตขึ้นตั้งแต่ปี 1989 ถึงปี 1993 ติดตั้งเทอร์โบ Toyota CT26A ซึ่งมีตัวเรือนเทอร์ไบน์แบบคู่พร้อมพอร์ตเวสท์เกตคู่ เครื่องยนต์ 3S-GTE เจเนอเรชันที่ 2 เพิ่มอัตราส่วนกำลังอัดเป็น 8.8:1 เพลาลูกเบี้ยวแบบใหม่ ระยะชัก 236/236 องศา; ระยะยกวาล์วไอดีและไอเสีย 8.2 มม. (0.32 นิ้ว) อากาศที่เข้ามาก่อนถึงท่อร่วมไอดีจะถูกระบายความร้อนด้วยอินเตอร์คูลเลอร์แบบ Air to Air (ติดตั้งอยู่ด้านบนใน Celica GT-Four ST185 และติดตั้งอยู่ด้านข้างในรถสปอร์ตเครื่องวางกลาง MR2) 3SGTE Gen 2 ใช้หัวฉีดและคันเร่งจาก Gen 1 แต่ด้วยชิ้นส่วนใหม่และแรงดันที่เพิ่มขึ้นเป็น 10-11 psi (0.69-0.76 บาร์) เครื่องยนต์เจเนอเรชันที่ 2 สร้างกำลังได้ 200-232 แรงม้า ที่ 6,000 รอบต่อนาที และแรงบิด  271-304 นิวตันเมตร (200-224 ปอนด์-ฟุต) ที่ 3,200 รอบต่อนาที

3S-GTE Gen 3 3S GTE รุ่นที่ 3 (1993-1999) มีการปรับปรุงเพื่อรีดสมรรถนะของเครื่องยนต์ให้สูงขึ้น ระบบอัดอากาศ เทอร์โบชาร์จเจอร์ Toyota CT20b ตัวเรือนเทอร์ไบน์ปรับปรุงใหม่ ใบพัดคอมเพรสเซอร์ที่ใหญ่ขึ้นเมื่อเทียบกับเทอร์โบ CT26A ระบบไอดีผ่านอินเตอร์คูลเลอร์น้ำ ติดตั้งอยู่ด้านบน ท่อร่วมไอดีไม่มี T-VIS มีเพลาลูกเบี้ยวใหม่ (ระยะ - 240/236 องศา, ยกวาล์ว 8.7/8.2 มม.), หัวฉีด 540 ซีซี. แรงดันบูสต์สูงสุดเพิ่มขึ้นเป็น 13 psi (0.90 บาร์) เครื่องยนต์มีกำลังเพิ่มขึ้นที่ 245-255 แรงม้า ในย่าน 6,000 รอบต่อนาที แรงบิด 304 นิวตันเมตร (224 ปอนด์-ฟุต) ที่ 4,000 รอบต่อนาที เครื่องยนต์ 3 S-GTE Gen 3 ประจำการอยู่ใน Toyota Celica GT-Four ST205 และ MR2

3S-GTE Gen 4 เจเนอเรชันที่ 4 ผลิตในปี 1999 ถึง 2007 เครื่องยนต์รุ่นนี้วางอยู่ใน Toyota Caldina GT-T (ST215) และ GT-Four (ST216) 3S-GTE Gen 4 มีเทอร์โบชาร์จเจอร์ CT15B ซึ่งผลิตเป็นชิ้นเดียวกับท่อร่วมไอเสีย แรงดันสูงสุดยังคงเท่าเดิม อากาศที่อัดจะผ่านอินเตอร์คูลเลอร์แบบ Air to Air เครื่องยนต์มีแคมชาร์ปแบบใหม่ (ระยะ - 248/246 องศา ยกวาล์ว - 8.75/8.2 มม.) ระบบจุดระเบิดควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ พร้อมฟีเจอร์ไดเรคคอยล์ หรือ คอยล์ออนปลั๊ก อัตราส่วนกำลังอัดอยู่ที่ 9.0:1 3S-GTE เจเนอเรชันท่ี 4 ผลิตกำลัง 260 แรงม้า ที่ 6,200 รอบต่อนาที และแรงบิด 324 นิวตันเมตร (239 ปอนด์-ฟุต) ที่ 4,400 รอบต่อนาที

3S-GTE ยังถูกนำไปวางในรถแข่ง Prototype Racing Cars สุดแรงอย่าง Eagle MKIII ซึ่งเป็นรถแข่งของทีม All-American Racers และได้รับการสนับสนุนจาก Toyota ภายใต้ฝากระโปรงหลังของ Eagle MKIII มีเครื่องยนต์ 3S-GTE วางอยู่พร้อมแรงม้า 800 ตัว สำหรับการแข่งขันที่เข้มข้นหลายชั่วโมง รถแข่ง Eagle MKII ชนะการแข่งขันในรายการสำคัญของอเมริกาได้ถึง 21 รายการ จากทั้งหมด 27 รายการที่เข้าร่วมทำการแข่งขัน 

ปี 2002 เครื่องยนต์ 3S-GTE ได้รับการดัดแปลงอีกครั้ง เวอร์ชันนี้ติดตั้งไว้ใต้ฝากระโปรงของ Toyota GT-Four (ST216) การปรับตั้งหลักๆ อยู่ที่ระบบเชื้อเพลิง ระบบจุดระเบิด และการจัดเรียงชิ้นส่วนภายในใหม่ เครื่องยนต์ 3S-GTE ปี 2002 ขึ้นไป มีวาล์วไอดีขนาด 8.4 มม. (0.33 นิ้ว) กำลังเครื่องยนต์ขั้นสุดท้ายไม่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ที่ 260 แรงม้า แรงบิดเท่าเดิมที่ 324 นิวตันเมตร ประสิทธิภาพและความทนทาน ความเสถียรและแรงบิดที่สามารถปรับแต่งเพิ่มเติมได้ตลอด ทำให้เครื่องยนต์รุ่นนี้ รองรับการแข่งขันที่บางครั้งรถแข่งต้องวิ่งในระยะทาง 300-500 กิโลเมตร ด้วยรอบเครื่องยนต์ที่สูงอย่างต่อเนื่อง ทำให้เครื่องยนต์ 3S บางรุ่น ยังประจำการอยู่ในรถแข่ง Toyota มาจนถึงปัจจุบัน. 

Characteristic 3S-GTE Data
Production Years 1986–2007
Engine Type Inline-4, Turbocharged
Displacement 2.0 L (1,998 cc)
Bore x Stroke 86 mm x 86 mm
Compression Ratio Ranges from 8.5:1 to 9.0:1 (depending on generation)
Power Output 182–256 HP (depending on generation & variant)
Torque Output 200–239 lb-ft (depending on generation & variant)
Valvetrain DOHC, 16 valves
Fuel System EFI, with later generations incorporating D-4

อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-5253692475053/