[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(shí)難以察覺的潛力。對(duì)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(dāng)下就是各類環(huán)保法規(guī)緊逼內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的時(shí)間節(jié)點(diǎn),,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(dòng)機(jī)選擇了卓逸不群。
● 背負(fù)新時(shí)代M系列發(fā)動(dòng)機(jī)榮耀
近些年汽車的開發(fā)講求平臺(tái)化理念,,豐田的TNGA就是新時(shí)代下的產(chǎn)物,。新平臺(tái)需要一個(gè)全新系列動(dòng)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(dòng)機(jī)的開發(fā)背景,。
Dynamic Force Engine系列發(fā)動(dòng)機(jī)不僅滿足了TNGA架構(gòu)的需求,還突破了以往行業(yè)認(rèn)知中量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dá)成目標(biāo),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(tái)最新的1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)屬于整個(gè)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(xì)節(jié)也就不會(huì)少。
● NA的最后堅(jiān)持
在各國“正義人士”的不斷推動(dòng)下,,傳統(tǒng)燃油車退出舞臺(tái)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(jī)同呼吸,、共跳動(dòng)的人了,。大趨勢(shì)影響下,不僅大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的身影愈發(fā)難尋,,就連往日被直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)“藐視”的“直四”都快變成了稀缺產(chǎn)品,。
回溯汽車發(fā)展趨勢(shì),早期技術(shù)所限的情況下,,為滿足人類對(duì)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(jì)70年代以后石油危機(jī)的爆發(fā),,法規(guī)緊逼下動(dòng)力總成發(fā)展趨勢(shì)轉(zhuǎn)為小型化,。
● 3缸沒錯(cuò),但不是往日的它
今天發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的趨勢(shì)難以扭轉(zhuǎn),,但現(xiàn)實(shí)需求也不能完全無視,。“吃得少,、干得多”看似矛盾,,卻是消費(fèi)者提出的迫切需求。只是豐田這臺(tái)全新1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)并沒有按照大家預(yù)想的小排量,、增壓戲路登場,,在這個(gè)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)為主的時(shí)代,它選擇了堅(jiān)守自然吸氣的“正義”,,而且還是三缸,。
今天提到三缸發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出表現(xiàn)相比以往有了改變,,但燃油經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)并不明顯。另一方面,,對(duì)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(xiǎn)前進(jìn)呢,?
豐田之所以敢冒險(xiǎn),,原因一方面在于技術(shù)上的今非昔比,。Dynamic Force系列發(fā)動(dòng)機(jī)基于模塊化開發(fā)理念,高級(jí)別機(jī)型技術(shù)加持是這臺(tái)代號(hào)M15A發(fā)動(dòng)機(jī)的自信源泉,。另一方面老款發(fā)動(dòng)機(jī)雖然滿足現(xiàn)有需求并不吃力,,但面對(duì)遠(yuǎn)期、更嚴(yán)苛的法規(guī)要求需要進(jìn)行的優(yōu)化并不比開發(fā)全新機(jī)型來的更低,。而在非頂梁柱車型換代之際搭載全新發(fā)動(dòng)機(jī),,以此通過市場進(jìn)一步檢驗(yàn)技術(shù)成熟度,,可以為今后熱銷車型發(fā)動(dòng)機(jī)換代積累經(jīng)驗(yàn),。
● 從根源提升效率
物理結(jié)構(gòu)從四缸變?yōu)槿祝M(fèi)者使用過程中肯定不會(huì)希望動(dòng)力也有所折扣,,這也是令開發(fā)團(tuán)隊(duì)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(dòng)機(jī)工作的吸氣,、壓縮、做功,、排氣根源上進(jìn)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(huì)增加,效率會(huì)降低,。換言之,,選擇合適的缸徑與行程比就是開發(fā)難點(diǎn)之一。
通過實(shí)驗(yàn),,豐田工程師認(rèn)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(jī)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(huì)影響燃燒效果。
此外為了提升燃油經(jīng)濟(jì)性,,新發(fā)動(dòng)機(jī)也使用分層燃燒技術(shù),,根據(jù)自身特點(diǎn),其選擇了主流分層燃燒模型中的空氣導(dǎo)向型,。
現(xiàn)實(shí)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)開發(fā)的過程就是在矛盾中前行的。
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