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{{Infobox Automobile engine
|名称=トヨタ・G16E-GTS
|画像=Toyota GR YARIS RZ"High performance" (3BA-GXPA16) (8).jpg
|画像の説明=[[トヨタ・GRヤリス|GRヤリス]]に搭載されるG16E-GTS
|生産拠点=トヨタ自動車下山工場<ref name="Simoyama factory">{{Cite web|url=https://www.webcartop.jp/2020/09/586511/|title=3〜400万円のクルマに載るシロモノじゃない！ 量産だけど高精度なGRヤリスの「エンジン」の生産に迫る|publisher=WEB CARTOP|year=2020|accessdate=2021-12-15}}</ref>
|製造期間=[[2020年]] -
|タイプ=[[直列3気筒]][[DOHC]][[マルチバルブ|12バルブ]]<ref name="Simoyama factory"/><ref name="Engine mechanism">{{Cite web|url=https://toyota-club.net/files/faq/20-10-20_faq_g16-engine_en.htm|title=Toyota engines - G16E-GTS |publisher=TOYOTA-CLUB.NET|year=2020-10-20|accessdate=2021-12-15}}</ref>
|排気量=1,618[[立方センチメートル|cc]]<ref name="Simoyama factory"/><ref name="Engine mechanism"/>
|内径x行程=87.5mm×89.7mm<ref name="Simoyama factory"/><ref name="Engine mechanism"/>
|圧縮比=10.5:1<ref name="Simoyama factory"/><ref name="Engine mechanism"/>
|最高出力=272[[馬力|ps]]（200[[ワット|kW]]）/6500[[rpm (単位)|rpm]]<ref name="Simoyama factory"/><ref name="Engine mechanism"/><ref name="report"/>
|最大トルク=370 [[ニュートンメートル|N･m]]（37.7[[重量キログラム#重量キログラムメートル|kgf·m]]）/3000 - 4600rpm<ref name="Simoyama factory"/><ref name="Engine mechanism"/><ref name="report"/>
}}
'''トヨタ・G16E-GTS'''は[[トヨタ自動車]]が開発・製造する[[水冷]][[直列3気筒]][[DOHC]][[マルチバルブ|12バルブ]][[ターボ]][[ガソリンエンジン]]である<ref name="magazine">{{Cite web|url=https://motor-fan.jp/tech/article/223/|title=トヨタGRヤリスのエンジンは化け物レベル！GR4のためだけに仕立てた、その名は「G16E-GTS」|publisher=motor-fun|year=2020-07-14|accessdate=2021-12-15}}</ref>。燃料は無鉛プレミアムガソリンを使用する<ref>{{Cite web |url=https://toyota.jp/gryaris/pdf/?type=spec |title=SPECIFICATIONS トヨタ GRヤリス 主要諸元表|format=PDF |publisher=TOYOTA |date= |accessdate=2021-12-15}}</ref>。
== 概要 ==
このエンジンは[[世界ラリー選手権|WRC]]の制覇を目指す[[トヨタ・GRヤリス|GRヤリスRZ/RC系]]専用に新開発され<ref>{{Cite web|url=https://motor-fan.jp/mf/article/14287/|title=トヨタGRヤリス |1.6ℓ直3ターボ G16E-GTS恐るべし。エンジンとの対話がこんなに楽しいクルマはない
|publisher=motor-fun|year=2021-09-26|accessdate=2021-12-15}}</ref>、「[[トヨタ・ダイナミックフォースエンジン#ダイナミックフォーススポーツエンジン|ダイナミックフォース・スポーツエンジン]]」の初弾となる総排気量1,618ccの水冷直列3気筒DOHCターボエンジンである<ref name="magazine"/>。通常のダイナミックフォースエンジンの流れを汲んでいて、ダンブル流（縦の渦流）による高速燃焼、高効率、高い環境性能を意識した<ref>{{Cite web|url=https://global.toyota/jp/powertrain/engine/|title=新型「直列4気筒2.5L直噴エンジン」 -Dynamic Force Engine-|publisher=TOYOTA|year=2016-12-06|accessdate=2021-12-15}}</ref>設計がなされている<ref name="report">{{Cite web|url=https://car.watch.impress.co.jp/docs/news/1262246.html|title=最高出力272PS、新型車「GRヤリス」に搭載された直列3気筒 1.6リッター直噴ターボ G16E-GTS型エンジンについて聞く|publisher=Car Watch|year=2020-06-30|accessdate=2021-12-15}}</ref>。「[[トヨタ・GRヤリス|GRヤリスRS系]]に搭載されている1.5 Lの水冷直列3気筒DOHCエンジン「[[トヨタ・M15A-FKS|M15A-FKS]]」型や「[[トヨタ・M15A-FXE|M15A-FXE]]」型と気筒数は同じだが、[[モータースポーツ]]での使用を念頭に置いて設計されているため、ボアストロークが通常のダイナミックフォースエンジンと異なりやや[[スクエア]]寄りの[[ロングストローク]]である<ref name="magazine"/><ref name="TOYOTA">{{Cite web|url=https://toyota.jp/gryaris/feature/?padid=from_gryaris_top_feature_2#ft-perf|title=レースに勝つために小型・軽量化を徹底追求した。|publisher=TOYOTA|year=|accessdate=2021-12-15}}</ref>。
[[排気量]]はWRCの[[ホモロゲーション]]モデルとの繋がりを意識したため1,618ccとされた<ref name="magazine"/>。排気量が1,600 ccを僅かに上回る1,618 ccとなったのは[[ラリー]]走行時の最大性能を[[グループRally|rally2]]の上限排気量である1620cc以下で発揮できるように設計されたためである<ref name="magazine"/>。
メカニズム点においては、両カムに[[可変バルブ機構|可変バルブタイミング機構]]の「[[VVT-i]]」を、[[燃料噴射装置]]は筒内噴射とポート噴射を使い分ける「[[トヨタ・D-4|D-4ST]]」を採用し<ref name="report"/>、[[インタークーラー|IC]]付き[[ボールベアリング]][[ターボチャージャー|ターボ]]を装着している<ref name="report"/>。
== 系譜 ==
* [[トヨタのエンジン型式一覧|エンジン型式一覧]]の[[トヨタのエンジン型式一覧#自動車用エンジンの系譜|自動車用エンジンの系譜]]を参照。
== 開発・製造 ==
このエンジンは[[GR (トヨタ自動車)|TOYOTA GAZOO Racing company]]のパワートレイン部門にて[[開発]]が行われた<ref>{{Cite web|url=https://www.autocar.jp/post/692312|title=【開発の重要人物へ聞く】トヨタGRヤリス お手頃ドライバーズカーのベスト AUTOCARアワード2021 後編|publisher=AUTO CAR JAPAN|year=2021-06-22|accessdate=2021-12-15}}</ref>。
[[製造]][[生産]]はトヨタ自動車の下山工場で行われており<ref name="quality">{{Cite web|url=https://www.webcartop.jp/2020/09/586511/|title=3〜400万円のクルマに載るシロモノじゃない！ 量産だけど高精度なGRヤリスの「エンジン」の生産に迫る|publisher=WEB CARTOP|year=2020-09-30|accessdate=2021-12-15}}</ref>
、下山工場で「匠」と呼ばれる熟練工が製造した証に「'''''{{Colors|#fff|#000000| G }}{{Colors|#fff|#e60000| R }}''''' '''SIMOYAMA''' '''{{Colors|#fff|#000000| 匠 }}'''」と書かれた品質証明のエンブレムが貼られている<ref name="quality"/>。
== 性能 ==
[[乾燥重量]]は109kgで、[[圧縮比]]が10.5、最高[[出力]]272 ps（6500rpm時）と最大[[トルク]]370N･m（3000 - 4600rpm間）を発生する<ref name="Engine mechanism"/>。GRヤリスに搭載された場合、0 - 100km/h[[加速]]は5.5秒以下、最高[[時速]]は230km/hを実現する<ref name="motor">{{Cite news|url=https://response.jp/article/2020/02/28/332132.html|title=トヨタ GR ヤリス、欧州仕様を発表へ…ジュネーブモーターショー2020［中止］|publisher=Response. |year=2020-02-28|accessdate=2021-12-15}}</ref>。また、このエンジンは初登場時から、世界最高レベルに高出力な3気筒エンジンとして知られている<ref name="motor"/>。
== 構造・機構 ==
=== ヘッド・カムバルブ・インジェクター ===
[[シリンダーヘッド]]は軽量化のためにアルミブロックであり<ref name="TOYOTA"/>、冷却水の流れを加速させるためウォータージャケットを2つに分割<ref name="Engine mechanism"/>。吸排気動弁機構は[[DOHC]]を採用し、タイミングチェーンにより駆動する<ref name="Engine mechanism"/>。また、DOHCながら油圧式[[ラッシュアジャスター]]が採用されている<ref name="Engine mechanism"/>{{Refnest|group="注釈"|DOHCに油圧式ラッシュアジャスターが採用された例として、トヨタが初めて独自開発したDOHCエンジン[[トヨタ・M型エンジン#5M-GEU - 2800cc|5M-GEU]]が挙げられる<ref>{{Cite web|url=https://web.motormagazine.co.jp/_ct/17358908|title=5M-GEU型エンジンに見る、トヨタのDOHC戦略(中編)|publisher=motor magazine|year=2020-04-27|accessdate=2021-12-15}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://gazoo.com/car/keyperson/16/07/01/|title=元トヨタソアラ開発主査、岡田稔弘氏に聞く|publisher=GAZOO|year=2016-07-01|accessdate=2021-12-15}}</ref>。}}。
[[カムシャフト]]は中空組立カムシャフトを採用し、軽量、高レスポンス化を行っている<ref name="TOYOTA"/>。両方のカムシャフトに可変バルブタイミング機構の[[VVT-i]]を装着し、吸気側が70°まで、排気側が41°までの可動範囲でバルブタイミングを制御する<ref name="Engine mechanism"/>。
[[バルブ#レシプロ内燃機関におけるバルブ|バルブ]]関連ではダイナミックフォースエンジンの特徴であるレーザークラッドバルブシートを使用せずバルブシートを工夫して打ち込んでいる<ref name="report"/>。これはダイナミックフォースエンジンと同様に高ダンブルでの高速燃焼を実現しつつも、シートの打ち換え等[[メンテナンス]]や[[カスタマイズ]]、[[チューニング]]での扱いにくさを解消するためである<ref name="report"/>。
[[燃料噴射装置|インジェクター]]は[[燃料噴射装置#マルチポイントインジェクション|ポート噴射]]・[[ガソリン直噴エンジン|直噴]]を併用する「D-4S」のターボ版、「[[トヨタ・D-4|D-4ST]]」を採用している<ref name="Engine mechanism"/>。このインジェクターは、低中回転域に複合噴射を行い、高回転域は直噴のみの噴射になる<ref name="Engine mechanism"/>。また、運転状況に応じて2.4～20[[パスカル (単位)|MPa]]の範囲で噴射圧が制御される<ref name="Engine mechanism"/>。この制御の働きで低中回転域での安定的な運転や高負荷運転時の[[ノッキング]]抑制が可能になる<ref name="Engine mechanism"/>。
=== エンジンブロック ===
[[シリンダーブロック]]は[[エキゾーストマニホールド#排気干渉|排気干渉]]が少なく[[ターボチャージャー|ターボ]]の[[タービン]]が効率良く回せる[[直列3気筒]]の形状を取る<ref name="magazine"/><ref name="Explanation"/>。[[気筒]]の[[ボア|内径]]×[[ストローク|行程]]は87.5mm×89.7mm<ref name="Engine mechanism"/>、1気筒当たりの容積は約539.1ccである<ref name="1.4L"/>。
ブロック本体の材質は軽量化の為に[[アルミニウム]]が用いられ<ref name="TOYOTA"/><ref name="Explanation"/>、製造法に[[ダイカスト|アルミダイカスト]]を採用することでエンジン全体での乾燥重量を109kgに抑えるなどかなりの軽量化を達成している<ref name="Engine mechanism"/><ref name="TOYOTA"/>。ブロックがアルミ製であるため[[シリンダーライナー|鋳鉄ライナー]]が挿入されており、ブロック内側の特殊な粗面と噛合して強く固定されている<ref name="Engine mechanism"/>。この挿入されている[[鋳鉄]]ライナーは高出力を発揮する高負荷回転時の耐久性や[[剛性]]を高める為に肉厚なものを採用している<ref name="Explanation">{{Cite web|url=https://www.webcartop.jp/2020/11/617333/|title=4WDマイスターのレーシングドライバーが乗って触って徹底解説！ GRヤリスの「メカ」を斬る|publisher=WEB CARTOP|year=2020-11-21|accessdate=2021-12-15}}</ref>。
[[冷却]]は[[水冷エンジン|水冷式]]でウォータージャケットが浅底化、オープンデッキ状になっている{{Refnest|group="注釈"|シリンダーブロック上端部の水路孔が1つに繋がっている形<ref>{{Cite web|url=https://car.motor-fan.jp/tech/10015121|title=内燃機関超基礎講座 オープンデッキ／クローズドデッキ。シリンダーブロックで何が開いている／閉じている？|publisher=motor-fun|year=2020-06-14|accessdate=2021-12-15}}</ref>。}}。また、[[オイルレベルゲージ]]がブロック内部に作られており[[ブローバイガス]]通路としても機能している<ref name="Engine mechanism"/>。
=== ピストン・コンロッド・クランク ===
[[コネクティングロッド]]は[[鍛造]]品が用いられ、[[クランクシャフト]]は4つの[[回転軸]]と[[錘|バランスウェイト]]から構成される<ref name="Engine mechanism"/>。ピストンとクランクシャフトには高精度な加工が施され徹底的な軽量化、レスポンスの追求がなされている<ref name="TOYOTA"/>。また、ピストンがシリンダー壁に押し付けられないようにクランク軸とピストン軸を10mmほどずらして横方向の力を軽減している<ref name="Engine mechanism"/>。
[[ピストン]]はアルミ製のT字の形状をとる<ref name="Engine mechanism"/>。ピストン上部の溝山はニレジスト鋳鉄製で、DLC（ダイヤモンドライクカーボン）が塗布されている<ref name="Engine mechanism"/>。ピストンスカート部分にはポリマーコーティングが施されている<ref name="Engine mechanism"/>。
また[[クランクシャフト]]の直下に[[トヨタ・A25A-FKS|A25A-FKS]]型エンジンや[[トヨタ・M20A-FKS|M20A-FKS]]型エンジン、M15A-FKS型エンジンと同様にアイドリング時の振動対策として[[バランスシャフト]]が組み込まれている<ref name="Engine mechanism"/>。
=== ターボ・点火・補機 ===
フリクション軽減やレスポンスの向上のためターボの[[タービン]]に[[セラミック]][[ボールベアリング]]を採用している<ref name="TOYOTA"/>。
[[インタークーラー]]はラリーでのメンテナンス性を考慮して[[空冷]]式である<ref name="Engine mechanism"/>。なお、『RZ“High-performance』には冷却スプレー機能が追加装着されている<ref name="Turbo">{{Cite web|url=https://car.motor-fan.jp/article/10013233|title=ここまでわかったトヨタGRヤリス、新開発の直３DOHCターボG16E-GTS型はなぜ空冷インタークーラーなのか？|publisher=motor-fun|year=2020-01-13|accessdate=2021-12-15}}</ref><ref name="Engine mechanism"/>。また、純正状態でBMEP（正味平均有効圧力）が28.7barも掛かっていて、近年<ref group="注釈">2021年現在から</ref>の国産エンジンとしては異例である<ref name="Turbo"/>。
[[点火装置|点火系]]には[[ダイレクトイグニッション]]が採用され、一つの気筒に対し一つのダイレクトイグニッションコイルが備わっている<ref name="Engine mechanism"/>。[[点火プラグ]]にはイリジウム合金製でプラチナコーティングが施されている先端電極を採用<ref name="Engine mechanism"/>。点火順序は1番気筒→2番気筒→3番気筒の順である<ref name="Engine mechanism"/>。
冷却ファンはコントロールユニットの制御で動作し、水温や車速、エンジン回転に応じて無段階的に制御される<ref name="Engine mechanism"/>。また、[[オイルポンプ|オイル潤滑装置]]は一般的な形状をとり、クランクシャフトから[[チェーン]]を介して駆動される<ref name="Engine mechanism"/>。
その他[[補機]]などはM15A型エンジンやA25A型エンジンと同様なものが採用されている<ref name="Engine mechanism"/>。
== 搭載車種 ==
* [[トヨタ・GRヤリス]]（RZ"High Performance" / RZ / RC）
== 水素仕様 ==
=== 水素カローラ ===
[[水素燃料エンジン|水素エンジン]]を搭載した[[トヨタ・カローラスポーツ|カローラスポーツ]]が[[富士24時間レース]]に投入された<ref>{{Cite web|url=https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC074CB0X00C21A6000000/|title=日経ビジネス 水素エンジンの世界普及には課題 官民で環境づくりを|publisher=日経ビジネス|year=2021-06-09|accessdate=2021-12-15}}</ref>。この搭載された水素エンジンはG16E-GTS型を[[水素]]仕様に改造したもので、主にインジェクターと点火プラグが水素噴射用に取り替えられている
<ref>{{Cite web|url=https://car.watch.impress.co.jp/docs/news/1322009.html|title=水素エンジン搭載「カローラスポーツ」の排気音を聞く 燃費に課題があり富士を10周で水素充填|publisher=Car Watch|year=2021-04-28|accessdate=2021-12-15}}</ref>。
=== GRヤリス H2 ===
水素カローラに続き、GRヤリスでも水素仕様の[[レーシングカー|テストレーシングカー]]が発表された<ref name=" hydrogen">{{Cite web|url=https://bestcarweb.jp/feature/column/353175|title=ついに水素エンジン仕様投入!? GRヤリスH2電撃公開＆トヨタの本気度は？|publisher=ベストカーWEB|year=2021-12-11|accessdate=2021-12-15}}</ref>。水素カローラ同様にインジェクターと点火プラグが水素仕様に変更されている<ref name=" hydrogen"/>。
== 1.4L仕様 ==
[[2021年]][[11月13日]]に合成燃料に対応した直列3気筒1.4Lターボエンジンが発表された<ref name="1.4L">{{Cite web|url=https://car.watch.impress.co.jp/docs/news/1366184.html|title=豊田章男社長がサプライズ発表した新開発3気筒1.4リッターターボは、AE86搭載の4A-G型エンジンと同じ77mmストロークだった|publisher=Car Watch|year=2021-11-14|accessdate=2021-12-15}}</ref>。このエンジンはG16E-GTS型のストローク縮小版でありボアストロークが87.5mm×77.0mmに設定されている<ref name="1.4L"/>。これは往年の[[トヨタ・4A-GE|4A-GE]]型エンジンのストローク量と同じになっている<ref name="1.4L"/>。
== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
=== 出典 ===
{{Reflist|2}}
=== 注釈 ===
<references group="注釈"/>
== 関連項目 ==
{{Commonscat|Toyota G16E-GTS engine}}
*[[トヨタのエンジン型式一覧]]
*[[トヨタ・ダイナミックフォースエンジン]]
*[[トヨタ・GRヤリス]]
*[[GR (トヨタ自動車)]]
== 外部リンク ==
* [https://toyota.jp/gryaris/feature/?padid=from_gryaris_top_feature_2#ft-perf トヨタ GRヤリス|特長|トヨタ自動車WEBサイト]
{{Car-stub}}
<nowiki>{{自動車}}
{{DEFAULTSORT:とよた G16E-GTS}}
[[Category:トヨタ自動車のエンジン|G16E-GTS]]
[[Category:レーシングカーのエンジン]]</nowiki>
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