トヨタ・3S-GEは、トヨタ自動車製S型(2代目)エンジンをベースにヤマハ発動機がシリンダーヘッドを開発した[1]自動車用のガソリンエンジンである。本項目ではターボ仕様の3S-GTEについても記述する。
概要
直列4気筒SOHC8バルブであった(2S-E型エンジン)を基に、ヤマハ発動機製のシリンダーヘッドを装着し、シリンダーの内径および行程を変更して、より高出力のスポーツ志向に振ったものである。
1984年（昭和59年）6月に(マイナーチェンジ)を実施した(2代目カムリ（V10系）)、および、姉妹車の(初代ビスタ（V10系）)に初めて採用された。採用当初はレギュラーガソリン指定だったが、後の高出力化に伴いプレミアムガソリン指定へと変更された。
1980年代から2000年代中盤までの、トヨタの中型車のスポーツグレードに幅広く搭載されてきたが、2000年代以降実施された低排出ガス車認定制度に非対応という理由で2007年（平成19年）5月を以って生産を完了（終了）している。当初は自然吸気仕様のみだったが、1980年代後半にはターボ仕様の3S-GTEも登場し、(セリカGT-FOUR)などに搭載された。
1994年（平成6年）2月、3S-GTEのエキゾーストマニホールドを4-2-1とし、排気干渉を防いだツインエントリターボチャージャーを採用。 ターボチャージャーも形式こそCT26のままであるが、コンプレッサーハウジング内側にアブレーダブル溶射を行い、チップクリアランスを限りなくゼロに近づけている[2]。
1994年（平成6年）4月、3S-GTEのシリンダーヘッドを改良。これまでの焼結合金製バルブシートを圧入する方式から、レーザークラッド法と二液相分離反応[3]の応用により、硬質粒子をアルミ合金製シリンダーヘッドへ直接均一に肉盛りできるようになった[2]。これにより、動弁系周辺の冷却性能が向上した。この技術は自動車技術会を受賞している[4]
1997年（平成9年）12月、3S-GEに可変バルブタイミング機構（VVT-iなど）が採用され、出力と燃費を大幅に向上させ、Beamsという通称が与えられた。
1998年（平成10年）10月、排気側にも可変バルブタイミング機構（VVT-i）が追加され（Dual VVT-i）となり210馬力まで出力を向上させた。
なお、3S-GEの派生版に当たるのがトヨタ内製のハイメカツインカムヘッドを装着した3S-FEである。こちらはレギュラーガソリン指定の実用エンジンであり、トヨタの中型車に幅広く搭載された。
初期の3S-GEはバキュームセンサーが泣きどころであり、何度かサービスキャンペーンが行われている。対応する駆動方式に関しては、市販車で4種類選べた時期もあった。
モータースポーツでの活躍
トムスが提供するF3用エンジンのベースとして使われた。2002年（平成14年）までは、3S-GTEが全日本GT選手権に参戦するスープラに搭載されていた。ターボ付きの3S-GエンジンはグループC1車両のトムス/童夢86C、トヨタ/童夢87C、(トヨタ88C)にも搭載された。また、パイクスピーク・インターナショナル・ヒルクライムにおいて、ロッド・ミレンのセリカとタコマ用に貸与された3S-Gは900馬力超の出力を誇り、13年もの間レコードタイムを保持した。この他、2002年から2007年にかけて開催された(GC-21)でも、3S-GEが事実上のワンメイクエンジンとして使われた。
肉厚の鋳鉄シリンダーブロックゆえ強度に長け、チューニングベースエンジンとして長らく用いられてきた。しかし、そのため重量が重い（およそ160 kg）のが欠点である。エンジンの形式名として3S-GTMまたは503Eと呼ばれている。
ホモロゲーション切れの期限が迫り、F3用エンジンについて(1AZ-FE)をベースとした新型エンジンへの切り替えが進められた。一方で全日本F3選手権では2008年（平成20年）より3S-GEエンジンのワンメイクで競われる「ナショナルクラス」（後のF3Nクラス）が新設されるなど、依然としてモータースポーツの世界で使われ続けたが、F3Nクラスでの使用も2017年（平成29年）シーズンをもって終了することになった。
諸元
3S-GE
| 圧縮比 | 9.2 | 10.1 | 10.3 | |
|---|---|---|---|---|
| 最高出力 | 160 PS/6,200 rpm(グロス・3S-GELU) 140 PS/6,200 rpm(ネット・3S-GE） | 165 PS/6,800 rpm | 175 PS/7,000 rpm | 180 PS/7,000 rpm |
| 最高トルク | 19.0 kgm/4,800 rpm(グロス・3S-GELU) 17.5 kgm/4,800 rpm(ネット・3S-GE) | 19.5 kgm/4,800 rpm | ||
| 搭載車種 | カムリ/ビスタ - V10系（1984年6月～）・V20系 コロナ/コロナクーペ/カリーナ/カリーナED/セリカ - T160系(ST162) | カムリ/ビスタ - V30系（～1992年6月） コロナ - T170系 カリーナED/コロナEXiV/セリカ - T180系 RAV4 - XA10系（1996年8月～1998年8月） MR2 - SW20系（～1993年11月） | カルディナ - T190系（1995年2月～） | カリーナED/コロナEXiV/セリカ/カレン - T200系（セリカ：～1997年12月） MR2 - SW20系（1993年11月～1997年12月） カローラ/カローラセレス - E100系TRD2000 |
| 備考 | レギュラーガソリン仕様 途中でグロスからネット表記となり、型式も3S-GELUから3S-GEに変更されるが、中身は同一 | |||
| 圧縮比 | 11.0 | 11.5 | ||
|---|---|---|---|---|
| 最高出力 | 180PS/6,600rpm | 190PS/7,000rpm | 200PS/7,000rpm | 210PS/7,600rpm |
| 最高トルク | 20.5kgm/6,000rpm | 21.0kgm/6,000rpm | 22.0kgm/6,400rpm | |
| 搭載車種 | RAV4 - XA10系（1998年8月～） | カルディナ - T210系 | セリカ - T200系（1997年12月～） MR2 - SW20系（1997年12月～） | アルテッツァ |
| 備考 | Beams（VVT-i）仕様 | Beams（(DUAL VVT-i)）仕様 | ||
3S-GTE
| 圧縮比 | 8.5 | 8.8 | 8.5 | 9.0 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最高出力 | 185PS/6,000rpm | 225PS/6,000rpm | 235PS/6,000rpm | 245PS/6,000rpm | 255PS/6,000rpm | 260PS/6,000rpm | 260PS/6,200rpm |
| 最高トルク | 24.5kgm/4000rpm | 31.0kgm/3,200rpm | 31.0kgm/4,000rpm | 33.0kgm/4,400rpm | |||
| 搭載車種 | セリカ - T160系（GT-FOUR） | セリカ - T180系（GT-FOUR） MR2 - SW20系（～1993年11月） | セリカ - T180系（GT-FOUR RC） | MR2 - SW20系（1993年11月～） | セリカ - T200系（GT-FOUR） | カルディナ - T210系（GT-T） | カルディナ - T240系（GT-FOUR） |
| 備考 | レギュラーガソリン仕様[5] | ||||||
出典
- ^ ヤマハ発動機のエンジン系譜に記載。 https://global.yamaha-motor.com/jp/design_technology/technology/img/index/powersource_img_l.jpg (PDF)
- ^ a b トヨタ自動車75年史 > 技術開発 エンジン - トヨタ自動車（更新日不明）2018年3月28日閲覧
- ^ レーザ肉盛り用バルブシート合金の開発 - 豊田中央研究所（1993年9月発表）2018年3月28日閲覧
- ^ トヨタ自動車75年史 > 受賞履歴 自動車技術会賞 - トヨタ自動車（更新日不明）2018年3月28日閲覧
- ^ 4代目セリカGT-FOURカタログ - トヨタ自動車（更新日不明）2023年3月07日閲覧
