Pierwszy elektryczny SUV na świecie, pierwsze auto wyścigowe z turbo czy też pierwsze sprzęgło bez toksycznego azbestu to tylko kilka z licznych innowacji Toyoty, które zmieniły i nadal pozytywnie zmieniają świat motoryzacji. Choć Toyota jest najlepiej znana z tak nowatorskich rozwiązań jak hybrydowy Prius czy wodorowy Mirai z napędem na ogniwa paliwowe, ale marka ma na swoim koncie znacznie więcej technologicznych osiągnięć. Oto niektóre z nich.
Pierwszy na świecie wyścigowy samochód z turbodoładowaniem (1970)
Zwykle innowacyjne rozwiązania trafiają ze sportu wyczynowego do pojazdów seryjnych. W przypadku turbosprężarki było dokładnie odwrotnie. W 1962 roku Oldsmobile zaprezentował model F-85 Jetfire, pierwszy na świecie seryjny osobowy samochód z turbodoładowaniem. Jednak już po dwóch latach auto wycofano z produkcji. Mimo dobrych osiągów pojazd z Detroit borykał się z problemami technicznymi, związanymi głównie z awariami turbosprężarek.
Przez kilka lat żaden z liczących się producentów nie podejmował prób zastosowania turbo w seryjnym wozie. Zaskoczeniem może być fakt, że nie interesowali się nim także konstruktorzy samochodów wyścigowych, choć zalety rozwiązania były znane. Niewykluczone, że odstraszała ich wizja zatartych turbin, które Oldsmobile masowo wymieniał na gwarancji w autach zrozpaczonych klientów.
Impas przełamali konstruktorzy Toyoty, którzy pod koniec lat 60. rozpoczęli prace nad nowymi jednostkami do wyścigowych modeli. Pierwsze wersje wyścigowej Toyoty 7 były napędzane silnikami wolnossącymi. W listopadzie 1969 roku inżynierowie z Toyoty, wsparci przez projektantów z Yamaha Motor Company, rozpoczęli prace nad silnikiem 91E. Pięciolitrowe V8 miało otrzymać „zastrzyk mocy” przez zastosowanie turbo. Ściśle: dwóch turbosprężarek amerykańskiej firmy Garrett AiResearch.
Podczas prób na hamowni uzyskano wynik ponad 850 KM. Ostateczna wersja jednostki Toyota 91E rozwijała 800 KM przy 8000 obr./min. Maksymalny moment obrotowy wynosił 726 Nm przy 7500 obr./min. W ważącej zaledwie 620 kg wyścigowej Toyocie turbo zapewniło znakomite osiągi. Inżynierowie firmy dopracowali system smarowania silnika i turbiny, ograniczając do minimum ryzyko zatarcia.
Pierwsza Toyota 7 Turbo była gotowa w kwietniu 1970 roku. Miała zadebiutować w Grand Prix Japonii na torze Fuji Speedway. Z imprezy wycofał się jednak główny rywal – koncern Nissan z modelem R383. Sytuację skomplikowała także zmiana japońskich przepisów dotyczących norm emisji spalin, obejmujących także samochody sportowe.
Ostatecznie debiut pierwszego na świecie auta wyścigowego z turbodoładowaniem przesunięto na 26 lipca 1970 roku, na wyścig Fuji 1000 km. W trzech prototypach Toyoty 7 Turbo zasiedli utytułowani kierowcy z Teamu Toyoty: Shihomi Hosoya, Minoru Kawai i Hiroyuki Kukidome. Efekt działania turbodoładowania był piorunujący. Jeszcze podczas testów wyścigowe auta Toyoty uzyskały znakomite czasy okrążeń. Wydawało się, że pierwsze wyścigowe turbo jest w stanie pokonać każdego z rywali.
Niestety 26 sierpnia 1970 roku tragiczna śmierć Minoru Kawai w wypadku na torze Suzuka sprawiła, że Toyota anulowała planowane starty w amerykańskiej serii wyścigów Can-Am i wycofała się z wyścigów torowych. Obecnie egzemplarz modelu 7 Turbo, pierwszego na świecie samochodu wyścigowego wyposażonego w turbodoładowanie, jest eksponowany w Muzeum Toyoty w Nagakute w prefekturze Aichi.
Warto dodać, że kolejne auto z turbodoładowaniem – Porsche 917/30 debiutowało dopiero 2 lata po Toyocie. W latach 70. rozwiązanie to stało się już niemal standardem w samochodach wyścigowych, takich jak np. Porsche 935/78 Moby Dick czy BMW 320 Turbo IMSA Grupy 5. Szlak dla turbo w sporcie przetarła jednak Toyota.
Pierwszy elektroniczny tranzystorowy układ zapłonowy w seryjnym samochodzie (1967)
Od początków motoryzacji walka o dobry mechanizm zapłonu spędzała sen z powiek tysięcy konstruktorów, inżynierów i techników. Pierwsze systemy zapłonowe, które można nazwać elektronicznymi, powstały jeszcze w latach 40. i 50. w USA i Wielkiej Brytanii. W połowie lat 50. firma Lucas zastosowała mało doskonały system tego rodzaju w samochodach wyścigowych BRM i Coventry Climax. Wyzwanie podjął także koncern Delco – dostawca komponentów elektronicznych dla GM oraz Forda. Nadal jednak były to konstrukcje montowane wyłącznie w pojazdach wyścigowych. Jednostkowa produkcja oznaczała ich wysoką cenę, a skuteczność była daleka od doskonałości.
Nad zastąpieniem klasycznego mechanicznego układu zapłonowego pracowano także w Europie. Tu także nie udało się jednak osiągnąć pełnej niezawodności. Ponadto dość zawodna elektronika nie dawała nadziei na montaż w seryjnie produkowanych samochodach.
Przełomem okazało się wynalezienie i zastosowanie tyrystorów i tranzystorów. W latach 60. dostawcy komponentów elektronicznych oferowali elektroniczne układy zapłonowe do samodzielnego montażu. Z uwagi na wysoką cenę korzystali z nich głównie zawodnicy rajdowi i firmy tuningowe.
Toyota rozpoczęła prace nad bezstykowym elektronicznym zapłonem tranzystorowym na początku lat 60. We współpracy z koncernem Nippondenso (obecnie Denso) zaprojektowała pierwszy tranzystorowy (elektroniczny) układ zapłonowy do seryjnie produkowanego pojazdu. W ramach prac rozwojowych wyposażone w niego Toyoty przejechały ponad 2 miliony kilometrów w różnych warunkach drogowych i klimatycznych. W ten sposób dopracowano go tak, aby pracował bez zarzutu.
Zalety były ewidentne – bardziej równomierna praca silnika i niższe zużycie paliwa. Istotnym plusem była także eliminacja czynności serwisowych typowych dla klasycznych układów zapłonowych, takich jak choćby czyszczenie styków. System zapłonowy Toyoty był bezobsługowy i niezawodny.
Pierwszym modelem, do którego trafił, była Toyota Century (VG20), napędzana trzylitrowym benzynowym silnikiem V8 (symbol 3V) o mocy 150 KM. Luksusowa limuzyna z innowacyjnym elektronicznym układem zapłonowym debiutowała w listopadzie 1967 roku podczas Tokyo Motor Show, zastępując flagowy model Crown Eight. W ten sposób przełomowe rozwiązanie Toyoty trafiło do seryjnie produkowanego pojazdu. Dopiero rok po premierze Toyot Century elektroniczne systemy zapłonowe zamontowano w Fiacie Dino, a później także w wybranych wersjach Porsche 911. W samochodach popularnych elektroniczne układy zapłonowe stały się standardem w II połowie lat 70.
Jeden z pierwszych silników z zaworem EGR w seryjnie produkowanym samochodzie (1972/73)
Pod koniec lat 60. władze stanu Kalifornia wprowadziły nowe normy emisji spalin. Wówczas były one najbardziej rygorystyczne w całych Stanach Zjednoczonych. Wzrastająca błyskawicznie ilość samochodów, ukształtowanie terenu oraz niekorzystny rozkład wiatrów, a raczej ich niemal całkowity brak, powodował, że nad Los Angeles, San Francisco i innymi miastami pojawiał się toksyczny smog.
Producenci, którzy posiadali salony sprzedaży w Kalifornii, byli zobligowani do spełnienia zaostrzonych norm emisji spalin. Weryfikował je powołany w 1967 urząd California Air Resources Board (CARB). Nowe, jeszcze bardziej rygorystyczne regulacje miały obowiązywać od 1973 roku.
W tym czasie Toyota wiązała duże nadzieje ze sprzedażą coupé Celica. Po debiucie w USA okazało się, że ponad 50% aut zamawiali nabywcy z Kalifornii. Inżynierowie Toyoty mieli świadomość wysokich wymagań, jakie stawiały władze tego stanu przed importerami, dlatego nad odpowiednim rozwiązaniem pracowano już od końca lat 60. Był nim zawór EGR (zawór recyrkulacji spalin).
Urządzenie to montowane jest pomiędzy układem wydechowym a układem dolotowym, zwykle przy kolektorze ssącym. Pozwala obniżyć emisję szkodliwych tlenków azotu, które powstają podczas pracy silnika. Jeszcze w 1971 roku testowano EGR w różnych silnikach Toyoty. Pierwszym seryjnym modelem była Celica z 18R-C przeznaczona do sprzedaży w Kalifornii. Litera „C” pochodziła od słowa „California”.