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燃效领跑世界 丰田2.5L直喷发动机解析

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发表于 2018-11-8 10:22:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

随着汽车电动化浪潮的发展,传统内燃机面临着前所未有的巨大压力,如何更好的发掘内燃机的潜能,制造出燃烧效率高、污染物排放少的发动机成了各大汽车厂商的重点工作。

  48V轻混、电动涡轮增压等创新技术带给传统燃油发动机新的生命力,这些新技术也是目前绝大多数汽车厂商在着重研究的,但丰田却不走寻常路,丰田TNGA架构下的Dynamic Force系列2.5L发动机以传统自然吸气发动机为基础,依靠众多细微技术升级成为了世界上燃烧热效率最高的发动机。我们借着广州车展丰田展台上的发动机模型来给各位聊聊这台发动机。

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广汽丰田凯美瑞是中国市场上第一款丰田TNGA架构产品,其搭载的正是丰田2.5L直喷发动机,在普通燃油车型上,这款发动机热效率达到40%,在混动版本上燃烧热效率则提升到41%。


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为了更大程度发掘发动机的潜能,丰田从发动机基本骨架开始重新考虑,对发动机部件、结构进行了革新,尤其是对关乎混合气燃烧的零部件进行了改进和优化。

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同其他厂商通过增压技术来压榨发动机潜能不同,丰田选择坚守自然吸气发动机形式,并在其基础上进行了大量的优化改进。

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从上面两张图不难看出丰田2.5L直喷发动机采用的创新技术非常多,但基本可以归纳为提高热效率、提升响应速度以及降低排放三个方面。接下来,我们挑几个在模型机上看得到的来给各位聊聊。

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丰田的这台发动机采用了歧管喷射+缸内直喷双喷射系统。在低负荷情况下,双喷射系统可以实现分层燃烧,提升热效率,在高负荷下又可提供不错的动力响应。

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发动机采用了电控节气门,可以实现更精准迅速的进气控制。

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正时调节方面,丰田2.5L直喷发动机在进气端采用了VVT-iE(电控可变气门正时)系统,相比传统的液压式调控,电控调节具有更快的调节速度和更广的工作范围。

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丰田工程师增大了发动机进排气门的夹角,从之前的31°左右增大到41°左右。同时,气门底座采用了激光熔覆技术,这些改进可以让发动机的进排气更加顺畅。

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活塞、活塞连杆等运动部件采用了轻质处理,降低运动惯量,可以有效提升发动机的响应。

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活塞头顶部配合发动机的进排气门做了特殊形状处理,可以进一步提升发动机的压缩比。提升压缩比是提升燃效的重要手段之一。


发动机采用了连续可变排量机油泵设计,可以根据发动机工况对机油供给量进行调控,有效降低发动机动力损耗,造成不必要的浪费。

  由于不是发动机拆解,丰田2.5L直喷发动机还有很多技术细节未能展示给各位,敬请谅解。通过前面的介绍,我们不难总结出丰田在发动机研发方面的策略,即“积少成多”,平心而论,这台发动机并没有采用什么让人眼前一亮的革新性技术,而是其在细节方面做到了极致优化,每一项技术应用都可带来微量的热效率提升,当众多技术融合在一台发动机上时,其热效率便会有一个相对明显的提高。

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