Il motore tre cilindri è da sempre visto con scetticismo dagli appassionati, soprattutto quelli più ortodossi. Tralasciando le motivazione tecniche dovute alle norme antinquinamento che nascondo una evidente riduzione di costi, in Giappone, invece, la situazione appare diversa.
Da sempre, infatti, il sol levante ha prodotto tanti motori a tre cilindri, per lo più a causa di bizzarre limitazioni fiscali che agli europei appaiono al limite del grottesco. Come dimenticare la limitazione alla potenza a 286cv che ha azzoppato progetti poderosi come le Honda NS-X, l’unica supercar nipponica ad avere il potenziale per rivaleggiare con le blasonate della motor valley. Oppure, le tasse legate alle dimensioni che ha portato alla proliferazione delle K-Car, micro-auto con motori tre cilindri da 660cm3 con tanto di turbo e quattro valvole che giravano a giri da frullatore impazzito. Infine, proprio il numero di cilindri è oggetto di tassazione con un notevole vantaggio in termini fiscali. Un elemento fondamentale per il consumatore nipponico costretto a versare in anticipo i primi anni di tassazione all’acquisto dell’auto.
Il Motore G16E-GTS
Del resto il paese del sol levante ha abituato gli appassionati ad una certa caparbietà sulle scelte tecnologiche come il Boxer per la Subaru o il Wankel per la Mazda. Detto questo, comunque non basta come motivazione in sé per giustificare la scelta da parte del team Gazoo Racing di un tre cilindri 1.6litri utilizzato per la Yaris GR e Corolla GR. Altri costruttori, sempre nipponici, usano motori quattro cilindri; quindi, per capire la scelta dei progettisti giapponese non resta che fare un analisi tecnica approfondita del Motore che porta la sigla G16E-GTS
Come ampiamente anticipato si tratta del tre cilindri da 1618 cm3 ottenuti con un alesaggio di 87.5mm per una corsa 89.7mm. con due livelli di potenza 257cv a 6500 giri/min e 305cv per la Corolla GR per un potenza specifica di 185,4 cavalli con una coppia di 370Nm disponibili per un ampio arco di giri da 3.250 a 4.600 giri/min. Numeri che rendono questo piccolo motore il tre cilindri più potente del mondo.
Monoblocco irrobustito e parti mobili ottimizzate
Il primo passo era dotare il propulsore di un monoblocco che potesse resistere alle sollecitazioni di potenza elevata e vibrazioni pur restando leggero. Per ottenere tale scopo è stata scelta una soluzione a tre elementi tenuti assieme da una fascia esterna dallo spessore ridotto creando di fatto un monoblocco open deck leggero e resistente.
L’alleggerimento ha visto coinvolto anche l’albero motore in acciaio forgiato ottenendo una massa in rotazione inferiore conservando una maggiore resistenza con una posizione sfalsata di dieci gradi rispetto all’asse dei cilindri. Ovviamente essendo un motore che per sua natura è sottoposto a vibrazioni sono stati utilizzati alberi di bilanciamento per compensare.
Rapporto di compressione alto a 10,5:1
I pistoni e le bielle sono forgiati hanno la gonna che ha subito un trattamento superficiale a basso attrito ed il cuscinetto principale è stato ottimizzato per ridurre il rischio del funzionamento con carenza di olio evitando problemi di surriscaldamento. Il rapporto di compressione è piuttosto alto per un motore turbo da 10,5:1 a conferma della nota filosofia giapponese che vuole che prima venga progettato un ottimo motore aspirato per poi aggiungere la compressione del turbo. La distribuzione è a catena con il recupero del gioco idraulico. Il gruppo albero a camme di tipo cavo ha il raggio della camma leggermente concavo e il sistema di fasatura variabile VVT-i che va a sostituire il sistema VVL convenzionale.
Il turbocompressore è di tipo single-scroll e per sua natura ideale per funzionale bene a regimi più elevati. La soluzione mono-condotto è stata adottata per la natura 3 cilindri del motore che male si adatta ad un propulsore con meno di quattro cilindri. Nonostante questo il ritardo di risposta è limitato al minimo poco ritardo di risposta.
Parte calda del turbo inserita nel collettore
La soluzione scelta dai tecnici di Gazoo Racing integra la chiocciola del turbo nel collettore di scarico riducendo il peso, sfruttando al meglio l’energia del gas di scarico essendo più vicina alla valvola di scarico e con una migliore gestione anche del bypass della wastegate. Ciò riduce il ritardo del turbo consentendo di gestire meglio il riscaldamento del catalizzatore, fondamentale per rispettare le norme antinquinamento.
L’intercooler è di tipo cross-flow che consente di ridurre le perdite a bassa pressione aumentando la sua capacità di raffreddamento. Le classiche boccole della girante sono state sostituite da cuscinetti a sfera per migliorare l’efficienza contribuendo alla miglioramento della risposta riducendo l’inerzia, così come è stata spostata la posizione della valvola Westgate per agevolarne il funzionamento.
Raffreddamento potenziato
Il sistema di raffreddamento sfrutta una soluzione con due camicie per il passaggio del liquido all’interno della testa. Il radiatore dell’olio è raffreddato ad acqua ed è in alluminio per migliorare lo scambio termico e l’efficienza. L’unità è installata a monte rispetto al filtro dell’olio per evitare il grippaggio dei cuscinetti dovuto a detriti nell’olio. Per una maggiore affidabilità sono stati installati anche nove spruzzatori per gestire il carico di raffreddamento aggiuntivo. Inoltre, è stata aggiunta una pompa dell’acqua di grande capacità azionata a cinghia.
L’iniezione diretta ha un sistema D4-S ad alta pressione 220 bar per ottimizzare la combustione con uno spruzzo più fine tramite una serie di iniettori ad ugello lungo con dieci fori. Il condotto di passaggio della benzina viene lavorato finemente per ridurre l’aderenza del carburante lungo le pareti dello stesso. Il flusso della miscela crea una turbolenza che consente di evitare l’interferenza della valvola di aspirazione con la miscela che rimane concentrata nella zona della candela conservando ottime prestazioni con emissioni ridotte.
Elettronica di gestione derivata dai rally
Toyota sostiene che ogni parte del cablaggio elettrico ed elettronico della gestione del motore posizionato nella zona calda è stato progettato tenendo a mente le temperature delle gare di rally e le esigenze di massime prestazioni in modo prolungato. I condotti di aspirazione sono stati lucidati mediante lavorazione di precisione con centri di lavoro CNC con gli angoli delle valvole aumentati e sedi eccentriche e quelle di scarico di maggiori dimensioni con stelo ad anima di sodio. Il collettore è progettato a flusso fisso per ridurre la contropressione.
Lo spostamento della batteria nella parte posteriore dell’auto ha consentito di ottenere un sistema di induzione dell’aria molto più grande riducendo le perdite di bassa pressione con una capacità massima di 10,8 litri di aria. Il filtro stesso è formato di fogli di carta con struttura in fibre ultra-fini per impedire anche a minuscole particelle e detriti di rovinare la festa. Un ulteriore “filtro hydro-lock” funge da controllo di sicurezza della separazione aria-liquido derivato direttamente dal mondo rally.
Supporti al telaio ottimizzati per limitare le vibrazioni
L’ancoraggio al telaio adotta un supporto di tipo idraulico che aiuta a compensare gli sforzi con partenza da fermo alla massima accelerazione. La nuova molla in gomma più rigida riduce le vibrazioni in modo considerevole diminuendo la tendenza al rollio del motore durante il massimo sforzo.
Inoltre, sono state adottate due barre di torsione in alluminio per fungere da supporti strutturalmente solidi migliorando la rigidità riducendo il peso rispetto ad un supporto classico. Uno degli effetti positivi è lo spostamento all’indietro del motore nel vano motore, contribuendo migliorando la distribuzione del peso, con una migliore posizione del baricentro dell’auto.
Il risultato sono prestazioni di assoluto rilievo per la Toyota Corolla GR 1.6 Turbo da 305cv con un accelerazione sullo 0-100km/h in 5.2s, per una ripresa 80-120km/h in 4.3s.
In collaborazione con Toyota T-Motor – Bologna-Modena-Imola
