[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀]  在漫漫人生路上,，逆境往往能激發(fā)人平時難以察覺的潛力。對汽車而言,，苛刻的法律法規(guī)也常能促使新技術(shù)誕生,、普及。當下就是各類環(huán)保法規(guī)緊逼內(nèi)燃機發(fā)展的時間節(jié)點,，由此產(chǎn)生了小排量,、三缸、渦輪增壓等各種趣事,。有趣的是在這種風(fēng)潮下,，豐田Dynamic Force Engine系列最新發(fā)動機選擇了卓逸不群。

● 背負新時代M系列發(fā)動機榮耀

　　近些年汽車的開發(fā)講求平臺化理念,，豐田的TNGA就是新時代下的產(chǎn)物,。新平臺需要一個全新系列動力總成,，而且必須能覆蓋從小型車到中型車的全部需求，這就是Dynamic Force Engine系列發(fā)動機的開發(fā)背景,。

　　Dynamic Force Engine系列發(fā)動機不僅滿足了TNGA架構(gòu)的需求,，還突破了以往行業(yè)認知中量產(chǎn)發(fā)動機熱效率的極限，甚至顛覆了教科書中推算的數(shù)值,。不過它并非使用黑科技達成目標,，而是穩(wěn)扎穩(wěn)打的在已有技術(shù)上不斷整合、突破,，最終水滴石穿,。因此，雖然這臺最新的1.5L自然吸氣發(fā)動機屬于整個系列的入門產(chǎn)品,，但既然頭頂Dynamic Force Engine光環(huán),，值得關(guān)注的細節(jié)也就不會少。

● NA的最后堅持

　　在各國“正義人士”的不斷推動下,，傳統(tǒng)燃油車退出舞臺的速度被大大加快。傷感的講,，我們很可能是最后一代與內(nèi)燃機同呼吸,、共跳動的人了。大趨勢影響下,，不僅大排量發(fā)動機的身影愈發(fā)難尋,，就連往日被直列六缸發(fā)動機“藐視”的“直四”都快變成了稀缺產(chǎn)品。

　　回溯汽車發(fā)展趨勢,，早期技術(shù)所限的情況下,，為滿足人類對于速度的追求，各家廠商采用的都是不斷增大的方法,。而隨著上世紀70年代以后石油危機的爆發(fā),，法規(guī)緊逼下動力總成發(fā)展趨勢轉(zhuǎn)為小型化。

● 3缸沒錯,，但不是往日的它

　　今天發(fā)動機小型化的趨勢難以扭轉(zhuǎn),，但現(xiàn)實需求也不能完全無視�,！俺缘蒙�,、干得多”看似矛盾，卻是消費者提出的迫切需求,。只是豐田這臺全新1.5L發(fā)動機并沒有按照大家預(yù)想的小排量,、增壓戲路登場，在這個增壓發(fā)動機為主的時代,，它選擇了堅守自然吸氣的“正義”,，而且還是三缸,。

　　今天提到三缸發(fā)動機大家的口碑還是褒貶不一，雖然通過渦輪增壓的方法,，讓這些發(fā)動機的動力輸出表現(xiàn)相比以往有了改變,，但燃油經(jīng)濟性的優(yōu)勢并不明顯。另一方面,，對廠家而言,，少一氣缸也并沒有帶來成本的大幅降低。那么豐田為何還要冒險前進呢,？

　　豐田之所以敢冒險,，原因一方面在于技術(shù)上的今非昔比。Dynamic Force系列發(fā)動機基于模塊化開發(fā)理念,，高級別機型技術(shù)加持是這臺代號M15A發(fā)動機的自信源泉,。另一方面老款發(fā)動機雖然滿足現(xiàn)有需求并不吃力，但面對遠期,、更嚴苛的法規(guī)要求需要進行的優(yōu)化并不比開發(fā)全新機型來的更低,。而在非頂梁柱車型換代之際搭載全新發(fā)動機，以此通過市場進一步檢驗技術(shù)成熟度,，可以為今后熱銷車型發(fā)動機換代積累經(jīng)驗,。

● 從根源提升效率

　　物理結(jié)構(gòu)從四缸變?yōu)槿�缸，但消費者使用過程中肯定不會希望動力也有所折扣,，這也是令開發(fā)團隊撓頭的地方,。從結(jié)果上看，豐田工程師選擇了最難走的路,，簡言之就是從發(fā)動機工作的吸氣,、壓縮、做功,、排氣根源上進行重新開發(fā),。

　　相同排量下活塞行程越長，高轉(zhuǎn)速下泵氣效果更明顯,，氣體流入燃燒室內(nèi)的速度更快,。但行程增加摩擦也會增加，效率會降低,。換言之,，選擇合適的缸徑與行程比就是開發(fā)難點之一。

　　通過實驗,，豐田工程師認為二者比值接近1.2:1是最佳值,，新問題再次出現(xiàn)，為了滿足排放法規(guī),，新機型需使用EGR廢氣再循環(huán)技術(shù),，而過高比值的廢氣無疑會影響燃燒效果,。

　　此外為了提升燃油經(jīng)濟性，新發(fā)動機也使用分層燃燒技術(shù),，根據(jù)自身特點,，其選擇了主流分層燃燒模型中的空氣導(dǎo)向型。

　　現(xiàn)實世界中,，我們每一天都面臨著兩難的選擇,。大到從漂亮但不顧家與持家可長相路人的妹子間選擇，小到是存錢買游戲還是先抽口煙過過癮,，發(fā)動機的開發(fā)過程中同樣存在著兩難的情況,。Dynamic Force Engine系列發(fā)動機開發(fā)的過程就是在矛盾中前行的。

● 矛盾下前進

　　我相信屏幕前的您一定有過類似生活經(jīng)驗,，蓄滿水池不是簡單把出水口開到最大即可,，那些無序噴出的水流往往會噴濺到池外。發(fā)動機工作的過程中,，空氣就像是水流,，想提升效率并非無序進入越多越好。

　　讓進氣更通暢的秘訣不僅是設(shè)計環(huán)節(jié)的優(yōu)化,，這還牽扯到了制造環(huán)節(jié),。傳統(tǒng)氣門安裝前需要在缸體相關(guān)部位安裝座圈，全新發(fā)動機使用激光熔膜法加以優(yōu)化,，從而可以實現(xiàn)工程團隊設(shè)計的更順暢的進氣管路設(shè)計。

● 經(jīng)濟合理老傳統(tǒng)不能丟

　　提到豐田,，無論哪國消費者都會脫口而出經(jīng)濟耐用,，一定程度上與其使用相對“穩(wěn)妥”的技術(shù)有關(guān)。在D4-S混合噴射技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的情況下,，這臺1.5L自然吸氣發(fā)動機就做了穩(wěn)妥的選擇,，僅使用缸內(nèi)直噴。

　　缸內(nèi)直噴技術(shù)是直接將汽油噴射到缸內(nèi),，從而減少了氣道噴射過程中汽油在進氣道蒸發(fā)所占用的充氣體積,。有助于提高發(fā)動機充填效率，提升發(fā)動機性能,。當然它也存在濕壁效應(yīng)以及進氣門背部積碳過多的缺點,，豐田如何應(yīng)對這些問題目前還有待觀察。

　　今天各國的測試條例都更貼近實際用車情況,，包含冷車,、正常工作溫度以及各種復(fù)雜，實驗表明歧管噴射與缸內(nèi)直噴面對不同工況,、負載各有利弊,，因此搭配使用的混合噴射在近些年逐漸成為趨勢,。豐田這臺全新發(fā)動機從燃燒根源加以優(yōu)化，從而使其單靠缸內(nèi)直噴亦可達標,，節(jié)省一套歧管噴射系統(tǒng),，成本更低，穩(wěn)定性更高,，這或許也是未來全新發(fā)展趨勢,。

● 細部優(yōu)化

　　當然，除了上面提到的與燃燒有關(guān)的環(huán)節(jié),，M15A發(fā)動機在振動抑制,、輕量化上也較老款機型進行了有針對性的優(yōu)化�,！奥槿鸽m小五臟俱全”的應(yīng)用了不少高級別發(fā)動機上的開發(fā)思路,，這也是模塊化開發(fā)平臺帶來的紅利。

全文總結(jié)：

　　提到豐田,，很多人腦中的印象還是保守,、中庸，實際上豐田章男上臺后,，這家日本車企無論是品牌塑造,，亦或是技術(shù)投入上都有了天翻地覆的改變。乍一看全新的三缸,、自然吸氣發(fā)動機與這個時代“背道而馳”,，其實是工程師針對車型定位與目標用戶需求給出的解決方案。當然,，眾多技術(shù)加持并不代表結(jié)果一定完美,，我們期待日后有機會實際體驗，看看真相是否是真香,。（文/圖 汽車之家 唐朝）