日前，豐田正式公布了全新開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱以及混動(dòng)系統(tǒng)。包括一款全新的直列四缸2.5L直噴發(fā)動(dòng)機(jī)、全新10速自動(dòng)變速箱(Direct Shift-10AT)；并基于全新2.5L四缸自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)打造的前置后驅(qū)高性能多級(jí)混合動(dòng)力系統(tǒng)——THSⅡ。今天小編跟大家重點(diǎn)說(shuō)說(shuō)這款2.5L直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，令人震驚的是其最大熱效率達(dá)到了41%，再次刷新了豐田此前在第四代普銳斯上使用的燃效40%的2ZR-FXE發(fā)動(dòng)機(jī)。

這款直列四缸2.5L直噴發(fā)動(dòng)機(jī)被命名為“Dynamic Force Engin”，通過(guò)采用高速燃燒技術(shù)、可變控制系統(tǒng)，并減少排氣、冷卻、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)等各類能量損失，在熱效率提升的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高動(dòng)力輸出。據(jù)豐田官方公布新開發(fā)的2.5L汽油車發(fā)動(dòng)機(jī)及混合動(dòng)力車(HEV)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率分別達(dá)到了40%和41%。

如何提升熱效率

發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的熱當(dāng)量與單位時(shí)間所消耗燃料的含熱量之比稱為熱效率，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是吃了多少糧和出了多少力的關(guān)系。對(duì)于我們消費(fèi)者而言，可以理解為這個(gè)比值越高發(fā)動(dòng)機(jī)越有勁、同時(shí)油耗、排放更低。

在熱效率方面，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一向比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)做的好，由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用壓燃式點(diǎn)火，所以需要較高的壓縮比，正是得益于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓縮比，才使得在發(fā)動(dòng)機(jī)層面上柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率高于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)實(shí)是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)明顯不能生搬硬套柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)來(lái)提升熱效率，那汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為了提升熱效率又做了哪些改進(jìn)呢？

提升汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率主要從四個(gè)方面著手，一方面是提高壓縮比，或是采用直噴技術(shù)，還可以提高廢氣再循環(huán)率(EGR)，另外還可以考慮阿特金森(米勒)循環(huán)。

有了這幾個(gè)大方向，各大汽車廠商的路線就很清晰了，例如馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)就采用了阿特金森(米勒)循環(huán)，這種循環(huán)模式是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)，在原有的奧托循環(huán)上推遲了進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)間，使膨脹比高于壓縮比，等于是在壓縮的過(guò)程中將缸內(nèi)的氣體通過(guò)進(jìn)氣門又排掉了一部分，真正的壓縮行程從進(jìn)氣門關(guān)閉才開始，在同樣的壓縮行程下，膨脹行程的增加可以獲得更多的功。

豐田則是通過(guò)提高廢氣再循環(huán)率(EGR)的極限值來(lái)實(shí)現(xiàn)熱效率的提高。在國(guó)際汽車技術(shù)協(xié)會(huì)舉辦的一場(chǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議上，豐田汽車發(fā)動(dòng)機(jī)先行設(shè)計(jì)部部長(zhǎng)友田晃利稱，豐田未來(lái)的車用發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率將"很快達(dá)到50%"。

搭載豐田Dynamic Force Engine后，發(fā)動(dòng)機(jī)功率有了顯著的提升：

41%豐田是怎么做到的

目前豐田將通過(guò)加快發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒速度來(lái)提高EGR極限值，為了提高燃燒速度，就要讓氣缸內(nèi)有理想的氣體流動(dòng)。豐田把氣缸內(nèi)的滾流比(活塞運(yùn)動(dòng)方向的渦流強(qiáng)度與軸向渦流強(qiáng)度之比)從之前的 0.8 提高到了現(xiàn)在的 2.8。

為了提高滾流比，豐田改變了過(guò)去進(jìn)氣口的造型，這樣一來(lái)，進(jìn)氣后形成的就是垂直方向的渦流，效果很理想。改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)速為2000rpm時(shí)的壓縮行程中，缸內(nèi)氣體的平均湍流速度由原來(lái)的2.5m/s提高到了3.4m/s。

減小缸徑，加長(zhǎng)行程，較老款發(fā)動(dòng)機(jī)峰值扭矩出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速更低，給人最直觀的感受就是更有勁兒！

對(duì)內(nèi)燃機(jī)而言，進(jìn)氣量有助于提升燃燒效率，增大氣門夾角，更大傾斜的角度有助于降低進(jìn)氣阻力，從而提升每一個(gè)循環(huán)的進(jìn)氣量。

進(jìn)氣道附近缸蓋造型改為略上翹以及優(yōu)化氣門夾角目的其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是幫助進(jìn)氣氣流更好的在燃燒室內(nèi)形成滾流，便于燃油以及空氣的混合，這也是提升燃燒效率的關(guān)鍵之一。

配氣機(jī)構(gòu)方面，這臺(tái)2.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)使用了進(jìn)、排氣門雙可變正時(shí)技術(shù)，并且在進(jìn)氣端，它使用了VVT-ie，也就是電控可變氣門正時(shí)技術(shù)。相比排氣側(cè)油壓控制而言，電控系統(tǒng)反應(yīng)速度更快、控制精度也更高。

除了發(fā)動(dòng)機(jī)部分，豐田的工程師還為這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)匹配了全新變速箱，未來(lái)使用這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的前驅(qū)車型將搭配8速自動(dòng)變速箱，后驅(qū)車型則將搭配10速自動(dòng)變速箱。官方公布的數(shù)據(jù)顯示，與原有愛信6速自動(dòng)變速箱相比，全新變速箱損耗降低約50%。

就在歐美車企拼命推廣新能源車型時(shí)，豐田、本田、日產(chǎn)、馬自達(dá)這些日系品牌在這兩年內(nèi)卻專注于提升傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的提升。日系車企拼命提升燃效的背后，到底能給我們什么啟發(fā)呢？

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >