[汽車之家 新鮮技術解讀] 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)也常能促使新技術誕生,、普及,。當下就是各類環(huán)保法規(guī)緊逼內燃機發(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,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
物理結構從四缸變?yōu)槿�,,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,,高轉速下泵氣效果更明顯,氣體流入燃燒室內的速度更快。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,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,根據(jù)自身特點,,其選擇了主流分層燃燒模型中的空氣導向型,。
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,。
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