自然吸气党的福音:第八代凯美瑞动力总成深入解读

文章来源:车坛囧说 点击数:50 发布时间:2017-07-28
发动机是各大汽车厂商技术竞争的主战场,各大汽车厂商为研发更加先进的发动机不惜投入数以亿计的资金,当不少消费者以购买搭载了最新款涡轮增压发动机的车型而炫耀时,臣叔只能感叹这仅仅是为了增加动力表现最急功近利的解决方案。
自然吸气党的福音:第八代凯美瑞动力总成深入解读

发动机是各大汽车厂商技术竞争的主战场,各大汽车厂商为研发更加先进的发动机不惜投入数以亿计的资金,当不少消费者以购买搭载了最新款涡轮增压发动机的车型而炫耀时,臣叔只能感叹这仅仅是为了增加动力表现最急功近利的解决方案。相对而言如何提升自然吸气发动机的性能才最能体现这家汽车厂商的核心研发实力。

抛开狭隘的爱国主义,单纯从技术角度新一代凯美瑞值得期待

也许对于丰田的由路转粉的过程也正是在于仔细研究了新一代凯美瑞而产生的变化,在上一期新一代凯美瑞的国产展望中,臣叔就着重提到了新凯美瑞所搭载的Dynamic Force Engine,这台全新的2.5L四缸自然吸气发动机的热效率表现惊人,40%的热效率在自然吸气发动机界属于独孤求败的地位。

Dynamic Force Engine的发动机本体

大家对于热效率可能没什么概念,我们再安利一下:热效率是指发动机输出的机械功与燃烧燃油产生的化学能量的比率。打个比方如果一辆汽车发动机的热效率为38%,也就是只能用到38%的能量,其他62%都通过热力流失和机械摩擦等方式损耗掉,足以见得热效率对于一台发动机在动力表现和燃油经济性上的决定性影响。

如何提高发动机热效率其实是自然吸气发动机诞生100多年来工程师们一直致力于研究的突破口,从常规方案来看提高效率最直接的方法是提高压缩比,然而提高压缩比带来的后果就是爆震的产生,爆震对于发动机来说百害而无一利,造成发动机动力下降油耗增加,剧烈震动加大噪音影响舒适性,最为严重的时候会引起敲缸、发动机熄火以及发动机机械部件损坏,给发动机带来不可逆的破坏,很显然丰田的新发动机没有选择这个方向去做突破。

以高压缩比著称的马自达创驰蓝天技术发动机也将压缩比控制在1:13范围内

另一种方案则是提高发动机的燃烧温度,这个方案也可以一定程度上挖掘燃油的潜能,但是提高燃烧温度意味着氮气会更多参与反应产生氮化物污染,这对于日趋严苛的环保法规而言也是行不通的方案。

因此对于这台丰田未来核心车型的心脏,丰田的工程师们对Dynamic Force Engine在热效率方面的提升更像是对这台发动机能挖掘的边边角角都认认真真的挖掘了一番,从丰田官方给出的发动机介绍来看,这台2.5L直列四缸发动机采用了高速燃烧技术、可变控制系统并减少了排气、冷却和机械运转的能量损失,从而在热效率提升的同时提升了动力输出,这段话看起来还是比较笼统,并不能作为这台发动机最全面的技术介绍,为此臣叔特地从外网查询了这台发动机的资料给大家详细剖析一下这款新发动机在技术上的特性。

这台丰田全新的2.5L自然进气引擎的技术特点如下:

采用了长冲程,进气口和排气口的角度比起以往引擎大,更高效的进气口,提高了压缩比(一般版本为13.0:1,混合动力版本为14.0:1),全新设计的点火线圈,在新的D4-S双喷射技术加上多孔喷嘴

我们之前说过在高压缩比的情况下,引擎的温度也会较较高,因此丰田的工程师也在散热这一环节下了不少功夫,包括:可变冷却系统,电机驱动水泵,电控恒温器,连续可变容量油泵,采用低粘度的机油。

除了以上的特点外,为了提高引擎的响应速度丰田工程师也针对性的采用以下技术:VVT-iE智能正时可变气门控制系统,小型的hydraulic valve lash adjuster(HLA,气门间隙调节器),高强度连杆,高响应速度的进气控制,小凹面轮廓凸轮轴

在满足了发动机性能方面的要求,为了达到更低的排放标注这具引擎上面也采用了不少常见但是我们不会去发觉很重要的技术,包括多段式燃油喷射控制,EGR废气再循环系统,新型催化剂,类似马自达创驰蓝天技术的排气歧管布局调整以及活塞喷油控制的升级。

爱信8AT变速箱与全新2.5L发动机组成了核心动力总成

当然性能再好的发动机如果缺少了一台聪明的变速箱,依然不能发挥它最大的效能,一向保守的丰田这次也终于将过时的6AT变速箱升级为了8AT变速箱,因为凯美瑞前置前驱的设定,使得爱信在设计这个Direct Shift-8AT变速箱的时候,首先就是控制这款变速箱的体积,为此,爱信开发出新的扭力转换器,这个新的扭力转换器比起之前采用的还要更小,体积方面,所以这款8AT和现在6AT的体型上差不多而已。当然工程师面对最大的挑战还不是体积问题,而是如何降低扭力的流失,优化内部结构机件就是一个好方法,为此,爱信的工程师们在降低齿轮的摩擦系数方面做了改善,这样一来可以降低齿轮在进行咬合动作时的动力流失,另外,原厂部件也采用了特殊的铸造工艺,因此对比老旧的6AT来说,这台新的8速自动变速箱能够降低近50%的动力流失。

在这些细致入微的改进下,丰田全新的2.5L缸内直喷引擎对比上一代的2.5L自然进气引擎在马力和扭力上有着相当大的突破,普通版本在6600转时可以爆发205匹的最大马力,而混合动力版本的阿特金森发动机则是在5700转可以输出177 匹马力,在峰值扭力的表现上更是一大进步,它的峰值扭力在4,800 rpm可以发挥250 Nm,并且在2,400 rpm就可以有230 Nm的表现,并且维持相当广泛的扭力平原区域,所以对于整体的加速表现会更好。

第八代凯美瑞:自然吸气党的福音

在纯电动车和混合动力车型尚未完全普及的现在,自然吸气和涡轮增压是消费者一个永远绕不开的选车话题,,但是这次臣叔依然会坚定站在自然吸气发动机一边,一方面是不随大流的怪癖信仰,另一方面是对自然吸气发动机独有特性的钟情,在涡轮车横行霸道的现在还能看到令人兴奋的新款自然吸气发动机实在是件暖人心的事儿,说不定我的下一台车就会换凯美瑞呢?