Toyota 4A-GE 16V/20V – enjin 1.6 liter aspirasi natural berlegenda, direka untuk ‘tapau’ VTEC?

Kalau anda pernah melihat anime ataupun filem Initial D, anda pasti kenal kereta Toyota Sprinter Trueno AE86 yang dipandu oleh Takumi Fujiwara. Takpun, jika anda peminat Keiichi Tsuchiya, atau lebih dikenali sebagai "Drift King".

Deruman enjin yang begitu syahdu di RPM yang tinggi menaikkan adrenalin serta darah anda. Ditambah pula dengan aksi drift yang mengasyikkan, fuh memang stim beb!

Anda pun mula tertanya-tanya kenapa kereta tauhu ni ‘power’ sangat? Besar ke CC dia?

Enjin yang digunapakai pada kereta tauhu tersebut adalah enjin 1.6 liter 4 silinder aspirasi natural yang digelar 4A-GE. 1.6 liter 'cinonet' tuh je bro. Turbo pun tak ada. Jadi, apakah jawapan kepada soalan ini? Jom kami rungkaikan.

Apa itu 4A-GE?

Enjin 4A-GE ini merupakan hasil yang Toyota telah pelajari sejak enjin 1A diperkenalkan pada tahun 1978, dan berkembang menjadi enjin pelbagai-injap pada tahun 1982.

Enjin sport berseseran 1,600 ini merupakan siri “New Generation” (atau digelar sebagai “generasi kedua”) oleh Toyota yang kompak, ringan, berkuasa dan efisyen.

Terdapat juga versi yang lebih fokus kepada penjimatan minyak dan ekonomi yang digelar 4A-FE.

Maksud akronim enjin ini adalah seperti berikut:

4 – Versi blok/pengecaman seseran blok

A – Jenis/keluarga enjin (4 silinder petrol)

G – cam berkembar sudut lebar (DOHC), timing belt atau chain pada kedua cam

E – Electronic fuel injection (EFI)

Terdapat juga enjin 4A-GZE, yang menggunakan sistem supercharger untuk menambah kuasa. Tapi untuk artikel ini, kita akan fokus terhadap versi aspirasi natural sahaja.

Apa yang membuatkan enjin 4A-GE ini gempak?

Ketika enjin ini pertama kali membuat kemunculannya pada tahun 1983, ia merupakan enjin yang menakjubkan pada masa itu. Terdapat sebilangan enjin 4-injap setiap silinder (four-valve-per-cylinder) sebelum ini tetapi selalunya ia direka untuk kegunaan motosikal.

Mengetahui fakta ini, Toyota pun menghubungi salah satu daripada rakan kolaborasi mereka yang memang pakar dalam motosikal – Yamaha.

Walaupun ini bukanlah kali pertama Yamaha mencipta enjin 1.6 liter DOHC, tetapi teknologi 4-injap itu sendiri merupakan benda yang dicipta khas untuk enjin 4A-GE ini. Ia meningkatkan RPM di bahagian teratas (jisim kurang berulang) dan meningkatkan kuasa.

Sebelum wujudnya enjin 4A-GE, teknologi 4-injap ini digunakan khusus untuk kereta lumba Formula Satu (F1). Dengan terciptanya enjin 4A-GE, koloborasi ini membolehkan pengguna biasa merasai teknologi daripada F1 dengan kos yang murah. Sebab itulah ia digembar-gemburkan dengan luar biasa.

Selain itu, enjin ini tahan lasak, potensi talaan yang tinggi, dan sesuai untuk kegunaan sukan permotoran!

Enjin 4A-GE digunakan buat pertama kali pada Toyota Sprinter Trueno AE86 dan Corolla Levin AE86 keluaran tahun 1983. Selain itu, casis AE86 juga menandakan akhir penggunaan 4A-GE sebagai enjin pacuan roda belakang (RWD atau FR).

Di samping AE86/AE85 coupe, model Corolla berpacuan roda depan (FWD atau FF) pun dihasilkan, dan penghasilan enjin 4A-GE selepas tamatnya pengeluaran AE86 kekal dengan susun atur ini.

Hanya Toyota MR2 AW11 terus menggunakan enjin ini sebagai enjin pertengahan belakang dan susun atur pacuan roda belakang,

Enjin 4A-GE 16V kemudiannya digantikan dengan enjin 4A-GE 20-injap (20V) yang jauh lebih berkuasa dan efisyen. Kalau versi 16V menggunakan 4-injap setiap silinder, enjin 20V pula  memperkenalkan teknologi 5-injap setiap silinder. Betul-betul padu!

4A-GE ini ada banyak varian macam CamPro ke?

Secara asasnya, enjin 4A-GE terbahagi kepada dua, iaitu 16-injap (16V) dan 20-injap (20V). Jom kita terjah.

4A-GE 16V generasi pertama “Blue Top” (Early Bigport)

Generasi pertama 4A-GE diperkenalkan pada tahun 1983 menggantikan 2T-G sebagai enjin twincam Toyota yang paling popular.  Enjin ini dapat dikenali melalui penutup cam perak dengan tulisan pada penutup atas dicat hitam dan biru, serta kehadiran tiga tulang rusuk tetulang (3 rib) di bahagian belakang blok.

4A-GE 16V generasi pertama menghasilkan 114 PS pada 6,600 rpm dan 131 Nm tork pada 4,800 rpm di pasaran Amerika. Penggunaan meter aliran udara jenis air-flow (AFM) sedikit menyekat aliran udara tetapi menghasilkan pelepasan yang lebih bersih untuk mematuhi peraturan emisi AS, membataskan kuasanya. 

Model Jepun pula menggunakan sensor tekanan mutlak (MAP), menghasilkan 120 PS dan 142 Nm. Enjin 4A-GE yang digunakan pada AE86 dan AW11 dilengkapi dengan Toyota Variable Intake System (T-VIS).

Generasi pertama 4A-GE digelar enjin "Bigport" kerana mempunyai port kemasukan udara dari kawasan 'cross-sectional' yang sangat besar. Produksi enjin ini bermula pada 1983 sehingga 1987.

4A-GE 16V generasi kedua “Red & Black Top” (Late Bigport)

Generasi kedua 4A-GE yang dihasilkan dari tahun 1987 hingga 1988 menampilkan galas (bearing) diameter yang lebih besar untuk rod penghubung (conrod) 42 mm (1.65 in).

Ia juga menambah empat tulang penguat tambahan di bahagian belakang blok enjin, menjadikan jumlah keseluruhan tujuh berbanding tiga (7 rib). Ciri T-VIS dan MAP dikekalkan.

Secara visual, ianya serupa dengan enjin generasi pertama (hanya penutup cam atas yang kini mempunyai huruf merah dan hitam). Output kuasa untuk pasaran AS hanya meningkat ke 117 PS. Enjin generasi pertama dan kedua sangat popular dengan pelumba dan penala kerana ketersediaannya, kemudahan pengubahsuaian, reka bentuk ringkas, dan ringan.

4A-GE 16V generasi ketiga “Red Top” (Smallport)

Generasi ketiga muncul pada tahun 1988 dan diproduksi hingga tahun 1992. Enjin ini mempunyai penutup cam perak dengan perkataan yang hanya ditulis dengan warna merah, oleh itu julukan "Red Top". Toyota meningkatkan nisbah mampatan dari 9.4:1 hingga 10.3: 1.

Untuk membetulkan masalah kelajuan udara dari generasi sebelumnya, port masuk di kepala silinder ini direka semula untuk mempunyai keratan rentas yang lebih kecil, dan oleh kerena itu ia digelar "Smallport".

4A-GE bukan untuk pasaran AS terus menggunakan sensor MAP, sementara semua enjin 4A-GE pasaran AS dilengkapi dengan sensor MAF.

Untuk kereta pasaran AS, penyemakan ini meningkatkan kuasa menjadi 125 PS pada 7,200 rpm dengan 149 Nm tork pada 4,800 rpm, manakala versi bukan untuk pasaran AS (sensor MAP), meningkatkan kuasa menjadikan 8-10 PS.

4A-GE 20V generasi keempat “Silver Top”

Enjin 4A-GE generasi keempat dihasilkan dari tahun 1991 hingga 1995. Ia mempunyai penutup cam perak dengan huruf krom, sebab itu ianya diberi julukan "Silver Top". Enjin ini menggunakan kepala silinder yang baru sama sekali dengan menggunakan 5-injap pada setiap silinder.

Ia menggunakan sistem Variable Valve Timing (VVT) Toyota pada cam kemasukan udara, nisbah mampatan yang meningkat (10.5:1), dan sistem pengambilan diganti dengan manifold pendek dengan pendikit individual dan ‘velocity stack’. Namun meter aliran udara jenis airflow dikekalkan, memerlukan penggunaan plenum.

Kepala silinder 16-injap sebelumnya menggunakan port pengambilan melengkung tajam, sementara enjin 20-injap baru menggunakan port lurus yang sangat tegak. Enjin ini menghasilkan 157 PS pada 7,400 rpm dengan 162 Nm tork pada 5,200 rpm.

4A-GE 20V generasi kelima “Black Top”

Enjin 4A-GE generasi kelima yang dihasilkan dari tahun 1995 hingga 2000 adalah versi terakhir enjin 4A-GE dan mempunyai penutup cam hitam, justeru dikenali sebagai “Black Top”. Ia menggunakan sistem Toyota Variable Valve Timing (VVT) pada cam kemasukan udara.

Enjin ini mempunyai nisbah mampatan yang lebih tinggi (11:1). Sensor aliran udara digantikan oleh sensor MAP, diameter empat badan pendikit individu meningkat dari 43 hingga 45 mm, diameter port ekzos ditingkatkan sebanyak 3 mm, luas lubang kemasukan udara ditingkatkan dari 7.9 hingga 8.2 mm dan port pengambilannya bertambah baik dari segi bentuk dan kontur, dengan lebar bukaan di kepala juga meningkat.

Selain itu, 4A-GE “Black Top” mempunyai roda tenaga (flywheel) yang lebih ringan, plenum yang lebih besar, rod penghubung yang lebih ringan dan ‘velocity stack’ yang direka semula. Kesemua naik taraf ini meningkatkan kuasa kepada 162 PS pada 7,800 rpm dengan 162 Nm tork pada 5,600 rpm.

Konklusi

Sepertimana enjin berlegenda dari Jepun yang terkenal seperti 2JZ-GTE, 4G63, SR20, K20A dan sebagainya, enjin 4A-GE ini disukai banyak peminat serta penala kerana ketahanan, prestasi, bunyi yang merdu, dan sokongan ‘aftermarket’ yang kuat.

Maka tak heran untuk melihat enjin ini dimasukkan kepada pelbagai jenis kereta di luar sana, termasuklah bot!

Saya sendiri pernah memiliki jentera Toyota Corolla KE70 tahun 1983 yang menggunakan enjin 4A-GE 20V “Silver Top” sewaktu mula belajar drift dahulu, dan ianya amat mengasyikkan. Video di atas adalah saya, 10 tahun yang lepas!

Kalau anda nak tahu, Toyota Corolla KE70 sebenarnya agak sama dengan AE86! Tak percaya? Anda boleh baca artikel disini dengan lebih lanjut.