丰田2UR-GSE发动机技术
文章来源： 汽车动力总成
发布时间：2020-09-16
今天我们介绍的这款引擎（代号2UR-GSE）是丰田自动车株式会社及雅马哈发动机株式会社共同开发的。
今天我们介绍的这款引擎（代号2UR-GSE）是丰田自动车株式会社及雅马哈发动机株式会社共同开发的。
为满足日本、欧洲及美国的排放法规，与开发基础的UR系列引擎相同的丰田D-4S系统直喷及喷油器及进气VVT-iE，被应用至新2UR-GSE上。
为提升高转速区间的进气效率，单稳压腔紧凑型进气歧管、高刚性高升程
气门系统钛合金进气门、高流量进气道、双型排气歧管被应用。
为对应运动驾驶，新引擎追加了回油泵的设计，同时还采用了水冷机油冷却器。
2UR-GSE（RC F）采用技术汇总
进气侧采用高流量、高滚流比进气道，提升压缩比，进气道上游直线化，保持流速并强化滚流，气门座区域采用3部分的多段加工方式，抑制气体流动分离。另外，优化活塞侧的燃烧室形状，同时压缩比从老款的11.8提升至12.3，这些应用都有效的提升了热效率。再者，通过优化水套设计以提升冷却液流速，降低了燃烧室温度，从而抑制了爆震并提升了动力性能。
进气门增大气门升程及扩大持续角，提升了引擎的动力性能。电动VVT（可变气门正时Variable Valve Timing）增大了持续角的控制范围，让采用阿特金森循环成为了可能。除了进气门，排气也采用了钛合金材质，后者来自于LFA的1LR-GUE引擎，以支持更高的引擎转速。
新引擎加大了节气门直径以提升引擎性能，进气歧管设定为上下一体化的结构（2UR-GSE（RC F）的节气门直径为83，而2UR-GSE（IS F）的节气门直径则为76，在加大节气门的直径之后，上下分割面穿过节气门，因此新设计不可分割，所以采用一体化结构）。同样为了引擎动力性能，导气管的长度进行了优化；而节气门下游的进气容积降低了10%，以提升响应性。进气系统的结构对声浪有明显的影响。如果进气歧管中有明显的共鸣，将增加了声浪的浑浊感。基于IS F的经验，新引擎的进气歧管同样采用了抑制共鸣的结构，从而保证干净且线性的声浪。
曲轴曲柄销直径缩小至为48mm（以往的为53mm），同时连杆采用高强度锻造材料；往复运动部件得以大幅度轻量化，惯性质量比以往降低8%，这对响应性及高转速都有所贡献。另外，通过优化油底壳的储油量及挡板的设计，降低了搅拌机油的阻力，从而提升的引擎动力且降低了油耗。
新引擎采用丰田D-4S系统（D-4S燃油直喷技术：D-4S作为丰田独创新技术，简单来说就是在缸内直喷技术上，在进气歧管中再增加一组喷油嘴来提高引擎效率），每个气缸布置两套喷油系统（缸内直喷+气道喷射）。直喷喷射压力的提高（从13提升至18 MPa），同时优化直喷喷射油雾形状，同时实现了提升动力及降低排放。特别在PM排放方面，与以往相比减低了约80%（欧洲测试模式）。
为了进一步冷却发动机的润滑油，保持机油的温度合理、粘度合理，2UR-GSE（RC F）采用了水冷+空调机油冷却器，在高机油温度下介入工作。该设计保证了引擎高负荷下的稳定机油润滑，让赛道连续驾驶成为了可能。
这台发动机加入了阿特金森循环（Atkinson cycle），在高速行车工况下，通过优化气门正时以降低排气温度，将Lambda=1的限制最高车速提升至225 km/h。还降低了带空调轻负载的引擎怠速转速（从680降低至580 rpm），以降低实际油耗。在达成最高热效率37.8%的同时，实现大工况区域的低油耗。
据悉，新2UR-GSE引擎已应用于雷克萨斯"RC F"车型上。
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