El motor 3SGTE, conocido por impulsar modelos icónicos como el Toyota Celica GT-Four, se ha ganado un lugar especial en el corazón de los entusiastas de los automóviles. Este motor turboalimentado de cuatro cilindros en línea es famoso por su combinación de potencia, fiabilidad y potencial de tuning.
Introducción
Toyota ha sido reconocido por mucho tiempo como uno de los mejores fabricantes de automóviles en el mercado japonés (JDM) y global. Parte de su éxito se debe a los motores que producen, los cuales combinan una potencia impresionante con una increíble fiabilidad. La década de los 90 representó una época dorada para los motores Toyota, con modelos como el 0L (2997 cc) 2JZ-GTE del Supra MKIV, considerados legendarios.
En la misma época, Toyota desarrolló el 3SGTE, un motor que se produjo durante 21 años (1986-2007). Durante este tiempo, el motor se mejoró significativamente, dando lugar a cinco generaciones distintas del 3SGTE, todas las cuales exploraremos en este artículo.
Aplicaciones del 3SGTE
El motor 3SGTE se ha utilizado en varios modelos de Toyota, incluyendo:
- 1986-1989 Toyota Celica GT-Four ST165 (primera generación del motor)
- 1990-1993 Toyota Celica GT-Four ST185 (segunda generación del motor)
- 1990-1993 Toyota MR2 (segunda generación del motor)
- 1994-1999 Toyota Celica GT-Four ST205 (tercera generación del motor)
- 1994-1999 Toyota MR2 (tercera generación del motor)
- 1997-2001 Toyota Caldina ST215 (cuarta generación del motor)
- 2002-2007 Toyota Caldina ST246 (quinta generación del motor)
Especificaciones del 3SGTE
El 3SGTE es un motor de gasolina de cuatro cilindros en línea turboalimentado de 0L (1998 cc). En su primera generación, producía 182 caballos de fuerza a 6000 rpm y 250 Nm de torque a 4000 rpm. Para la quinta generación, la potencia aumentó a 256 caballos de fuerza a 6200 rpm y 324 Nm de torque a 4400 rpm.
El 3S-GTE se basa en el motor 3S-GE. Este motor ha sido utilizado en numerosos proyectos debido a su potencial de tuning, construcción robusta y especificaciones decentes. Generalmente se encuentra asociado a una transmisión manual, aunque la Caldina GT-Four se ofrecía con una transmisión Tiptronic.
A pesar de basarse en el 3S-GE de aspiración natural, el 3S-GTE incorpora inyectores de aceite debajo del pistón y una relación de compresión más baja para adaptarse a la adición del turbocompresor.
El 3SGTE es uno de los pocos motores en los que Toyota colaboró con Yamaha. Yamaha diseñó la culata de 16 válvulas con doble árbol de levas en cabeza (DOHC) utilizada en este motor. La culata está fabricada en aleación de aluminio, con un orden de encendido de 1-3-4-2 utilizando un sistema basado en distribuidor.
Una sola correa de distribución acciona el árbol de levas de escape, el árbol de levas de admisión, las bombas de agua y de aceite. Se utiliza un sistema de shims sobre la leva para ajustar la holgura de las válvulas en las primeras dos generaciones del motor. Las generaciones posteriores cuentan con un sistema de shims debajo de la leva.
Los pistones del motor están diseñados para soportar altas temperaturas, por lo que también se utiliza aleación de aluminio. Los pistones incluyen una hendidura para evitar que golpeen las válvulas en caso de rotura de la correa de distribución.
Especificaciones del Motor
A continuación, se presentan las especificaciones clave del 3SGTE :
| Especificación | Valor |
|---|---|
| Configuración | En línea cuatro |
| Desplazamiento | 0L (1998 cc) |
| Potencia | 182-256 HP |
| Torque | 250-324 Nm |
| Aspiración | Turboalimentado |
| Material del bloque | Hierro fundido |
| Material de la culata | Aleación de aluminio |
| Tren de válvulas | DOHC, 16 válvulas |
| Diámetro x Carrera | 86 mm x 86 mm |
| Relación de compresión | 5:1 a 0:1 |
Evolución del 3SGTE
Tanto la versión de aspiración natural como la turbo del 3S estuvieron en el mercado durante mucho tiempo y, durante ese tiempo, evolucionaron significativamente. Tanto el 3S-GE como el 3SGTE se pueden dividir en cinco generaciones, y la diferencia en la potencia de salida desde la primera generación hasta la última demuestra la magnitud de la evolución.
El 3S-GE comenzó con una potencia de 135 caballos de fuerza y terminó con 210 caballos de fuerza. El 3S-GTE, por otro lado, comenzó con 185 caballos de fuerza y terminó con 260 caballos de fuerza.
Los motores 3S mantienen el mismo diámetro y carrera a lo largo de las generaciones, presentando un diseño de motor cuadrado con un diámetro y carrera de 86 milímetros. Esto indica que el 3S buscaba un equilibrio óptimo entre el tamaño de las válvulas, el rendimiento, la potencia y el torque.
El 3S-GE de aspiración natural empleó diferentes tecnologías de distribución variable. Comenzó con el sistema TVIS primitivo, el mismo que se puede encontrar en las versiones tempranas del motor 4A-GE.
Al igual que con el 4A-GE, Toyota eliminó rápidamente el TVIS en el 3S, en favor del ACIS (Acoustic Control Induction System). El ACIS demostró ser significativamente más eficiente que el TVIS.
La cuarta generación del 3S-GE llegó con una tecnología de distribución variable moderna, conocida por Toyota como VVTi. La quinta generación del 3S tiene doble VVTi. Sin embargo, a diferencia del motor 2ZZ-GE, esto no tiene una elevación variable y simplemente afecta el tiempo de las válvulas. No obstante, es una característica útil para aumentar el rendimiento del motor.
Las cuarta y quinta generaciones del 3S-GE se conocen como motores BEAMS. BEAMS significa Breakthrough Engine with Advanced Mechanism System (Motor innovador con sistema de mecanismo avanzado), lo que nos da una idea de la tecnología que se incorporó en estos motores. Desafortunadamente, el BEAMS solo estaba disponible en los mercados japoneses.
En términos de especificaciones, el 3S BEAMS superó significativamente a las primeras tres generaciones, ya que tenía válvulas de admisión más grandes, mejor distribución variable y más compresión. La compresión se incrementó a 15 en la última generación del BEAMS, conocida como BEAMS black top.
El black top es un motor bastante especial porque tiene válvulas de titanio que miden 35 milímetros en la admisión, un tamaño impresionante para el desplazamiento de este motor. El ángulo de las válvulas también es un poco más estrecho en las cuarta y quinta generaciones del 3S, lo que contribuye a un mejor rendimiento.
En el caso del 3S-GTE en particular, se omitieron los mecanismos de distribución variable. Con un turbocompresor que proporciona impulso, Toyota pensó: "¿para qué necesitamos distribución variable?".
El sistema de encendido también se mejoró en las cuarta y quinta generaciones, pasando de un sistema basado en distribuidor a un sistema de bobinas de encendido por cilindro, mucho más preciso.
En cuanto a la compresión, observamos un aumento de la compresión de la primera a la segunda generación del 3S-GTE, pero disminuyó para la tercera generación. Esto se acompaña de un aumento del impulso.
Todos los motores 3SGTE son configuraciones de un solo turbocompresor, y el turbo cambia en cada generación. Esta es probablemente la razón por la que hay un aumento en la potencia.
También vale la pena mencionar que los motores 3SGTE de cuarta y quinta generación, exclusivos de Japón, tienen algo que no se ve todos los días: la carcasa de la turbina de escape del turbo está integrada con el colector de escape, lo que significa que el colector de escape y el turbo son inseparables de fábrica.
El intercooler también cambió de generación en generación, pasando de un tipo agua-aire a un tipo aire-aire. El tipo agua-aire parece ser una preferencia en comparación con el tipo aire-aire.
El impulso de fábrica también aumentó de generación en generación, alcanzando un pico de 13 psi para las generaciones tres, cuatro y cinco. El límite de corte de combustible por sobreimpulso también aumentó, alcanzando un pico de 21 psi.
Potencial de Tuning del 3SGTE
Para aumentar la potencia de salida de este motor, algunas opciones posibles incluyen:
- Instalar un turbocompresor más grande : Esto aumentará la cantidad de aire que entra al motor, resultando en más potencia.
- Mejorar el intercooler : El intercooler es responsable de reducir la temperatura del aire comprimido que entra al motor. Un intercooler mejorado será más eficiente en la reducción de la temperatura del aire, lo que resultará en más potencia.
- Instalar un sistema de escape de alto rendimiento : Esto reducirá la contrapresión en el sistema de escape, permitiendo que el motor respire de forma más eficiente, resultando en más potencia.
- Instalar un sistema de admisión de alto rendimiento : Esto aumentará la cantidad de aire que entra al motor, resultando en más potencia.
- Mejorar los inyectores de combustible : Los inyectores de combustible más grandes permitirán que el motor reciba más combustible, resultando en más potencia.
- Mejorar el sistema de encendido : Esto garantizará que el motor reciba la máxima chispa, lo que resultará en más potencia.
- Mejorar el sistema de gestión del motor : Esto le permitirá ajustar el motor para obtener la máxima potencia de salida.
Nota : Es importante destacar que estas modificaciones requieren instalación y ajuste profesionales, y también pueden requerir otras modificaciones de soporte. Además, es fundamental recordar que estas modificaciones anularán la garantía de su motor y podrían causar daños inesperados si no se realizan correctamente.
Muchos artículos antiguos critican el sistema de encendido del 3S-GTE y suelen hablar del desgaste de la tapa y el rotor, etc. Se pueden obtener más de 700 WHP utilizando el sistema de encendido de serie. Con las actualizaciones adecuadas y un ajuste correcto, el 3S-GTE puede convertirse en un asesino de superdeportivos.
Nota #2 : Las cifras de WHP a continuación son para un 3S-GTE de segunda generación instalado en un MR2 SW20.
Etapa 1: Mejora de la Respiración
Para una actualización de la etapa 1, se recomienda permitir que el motor respire mejor. Esto se puede lograr mejor mejorando el sistema de escape. Al aumentar el diámetro de los tubos de escape o instalar un tubo de prueba, se puede esperar un mejor flujo de aire general y algo de ganancia de potencia. Esto daría como resultado un automóvil con un sonido más fuerte y agresivo. Además, el impulso se puede aumentar a alrededor de 15-16 psi con un controlador de impulso de posventa, ya sea manual o electrónico. Esa es la belleza de instalar un escape de mejor flujo: ¡tu turbo también funciona mejor!
El objetivo debe ser omitir la configuración de control de impulso de fábrica programada en la ECU. También asegúrese de instalar un medidor de impulso de posventa. El combustible se corta en un cierto punto cuando el turbo está girando, y para evitar esto, también necesitaría un defensor de corte de combustible.
El límite de corte de combustible por sobreimpulso de fábrica está configurado para niveles de psi bajos, por lo que este paso es esencial. Se puede esperar entre 200-230 WHP de una actualización de la etapa
Etapa 2: Actualización del Turbocompresor
Para pasar a la etapa 2 del tuning del 3S-GTE, es necesario actualizar el turbocompresor. El CT20b de serie de fábrica es un gran turbo, y con algunas actualizaciones menores, como una rueda de compresor de 46 palas o una abrazadera de rueda de escape de 10 grados, se puede aumentar la potencia nominal.
Junto con esto, una admisión de aire mejorada (de flujo libre) y un intercooler mejorado funcionarían bien. Un sensor de O2 de banda ancha es un tipo de sensor que se instala en el sistema de escape de un motor y mide la cantidad de oxígeno en el gas de escape. Esta información se utiliza luego para calcular el AFR (Air Fuel Ratio) del motor.
Al ajustar un motor Toyota 3S-GTE, un sensor de O2 de banda ancha puede monitorear el AFR en tiempo real y ajustar el sistema de gestión del motor en consecuencia para garantizar que el motor esté funcionando con el AFR óptimo. Esto puede ayudar a aumentar la potencia de salida al garantizar que el motor reciba la cantidad correcta de combustible para la cantidad de aire que está recibiendo.
Además, instalar un sensor de O2 de banda ancha puede ayudar a identificar y diagnosticar cualquier problema con el sistema de combustible del motor, como un inyector de combustible defectuoso o un filtro de aire obstruido. Se recomienda no funcionar con una mezcla más pobre que 10:Un vehículo tuneado en la etapa 2 produciría casi 250-280 WHP.
Etapa 3: Desatando el Potencial del 3SGTE
Finalmente, un 3S-GTE tuneado en la etapa 3 tendría muchos componentes mejorados, y el verdadero potencial del 3SGTE comenzaría a desatarse. Una configuración de etapa 3 incluiría todas las actualizaciones anteriores y es la etapa en la que se actualizaría el sistema de combustible y la ECU de fábrica.
Esta también es la etapa en la que se recomienda actualizar el embrague y el volante. Una opción para una actualización del embrague es instalar un kit de embrague y volante de masa única de alto rendimiento. Esto reducirá la masa rotacional del volante, permitiendo que el motor suba de revoluciones más rápidamente y proporcione más potencia.
Un kit de embrague de alto rendimiento también tendrá una mayor fuerza de apriete y una construcción más duradera. Otra opción es instalar un embrague de doble disco. Un embrague de doble disco consta de dos discos de fricción, lo que aumenta la capacidad del embrague para transmitir potencia del motor a la transmisión. Esto puede manejar más potencia y torque que un embrague de un solo disco, pero también tiende a ser más caro.
Una tercera opción es instalar un embrague cerámico, hecho de materiales cerámicos en lugar de metal. Estos son conocidos por su alta resistencia al calor, durabilidad y capacidad para manejar altas cargas de potencia y torque.
Tener en cuenta que una actualización del embrague también requerirá la instalación de una placa de presión de alto rendimiento, que ayudará a transmitir la potencia aumentada del motor a la transmisión.
La potencia nominal puede aumentar mucho más que esto, pero eso requeriría que el motor se reconstruyera con nuevos componentes forjados para resistir condiciones más duras. De un motor completamente forjado, se puede esperar entre 750-800 WHP.
En términos de componentes internos del motor, algunas opciones incluyen:
- Instalar bielas de alto rendimiento
- Instalar pistones de alto rendimiento
- Instalar un cigüeñal de alto rendimiento
- Instalar una culata de alto rendimiento
Fiabilidad y Problemas Comunes del 3SGTE
Un motor turboalimentado de más de 20 años de antigüedad será tan fiable como lo permita su billetera. No se sorprenda si cosas como correas, sellos o mangueras se rompen porque el motor no se mantuvo adecuadamente en el pasado. Debe optar solo por piezas de calidad para garantizar que su motor funcione al máximo rendimiento y durante mucho tiempo.
El motor Toyota 3S es fiable y excelente para posibles proyectos de construcción. Si está dispuesto a invertir tiempo, esfuerzo y, lo más importante, dinero en un 3S-GTE, probablemente terminará con una máquina potente y asesina.
Escrito por Syed Ahmed Ali Ahmed es un ingeniero con especialización en ciencia de materiales. Es un verdadero entusiasta de los automóviles en el corazón y le encanta escribir, especialmente sobre motores y dinámica vehicular.
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