發(fā)動(dòng)機(jī)是各大汽車(chē)廠商技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，各大汽車(chē)廠商為研發(fā)更加先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)不惜投入數(shù)以億計(jì)的資金，當(dāng)不少消費(fèi)者以購(gòu)買(mǎi)搭載了最新款渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)型而炫耀時(shí)，臣叔只能感嘆這僅僅是為了增加動(dòng)力表現(xiàn)最急功近利的解決方案。相對(duì)而言如何提升自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能才最能體現(xiàn)這家汽車(chē)廠商的核心研發(fā)實(shí)力。
拋開(kāi)狹隘的愛(ài)國(guó)主義，單純從技術(shù)角度新一代凱美瑞值得期待
也許對(duì)于豐田的由路轉(zhuǎn)粉的過(guò)程也正是在于仔細(xì)研究了新一代凱美瑞而產(chǎn)生的變化，在上一期新一代凱美瑞的國(guó)產(chǎn)展望中，臣叔就著重提到了新凱美瑞所搭載的Dynamic Force Engine，這臺(tái)全新的2.5L四缸自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率表現(xiàn)驚人，40%的熱效率在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)界屬于獨(dú)孤求敗的地位。
Dynamic Force Engine的發(fā)動(dòng)機(jī)本體
大家對(duì)于熱效率可能沒(méi)什么概念，我們?cè)侔怖幌拢簾嵝适侵赴l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功與燃燒燃油產(chǎn)生的化學(xué)能量的比率。打個(gè)比方如果一輛汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為38%，也就是只能用到38%的能量，其他62%都通過(guò)熱力流失和機(jī)械摩擦等方式損耗掉，足以見(jiàn)得熱效率對(duì)于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力表現(xiàn)和燃油經(jīng)濟(jì)性上的決定性影響。
如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率其實(shí)是自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)誕生100多年來(lái)工程師們一直致力于研究的突破口，從常規(guī)方案來(lái)看提高效率最直接的方法是提高壓縮比，然而提高壓縮比帶來(lái)的后果就是爆震的產(chǎn)生，爆震對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)百害而無(wú)一利，造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降油耗增加，劇烈震動(dòng)加大噪音影響舒適性，最為嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)引起敲缸、發(fā)動(dòng)機(jī)熄火以及發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械部件損壞，給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)不可逆的破壞，很顯然豐田的新發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有選擇這個(gè)方向去做突破。
以高壓縮比著稱的馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)也將壓縮比控制在1:13范圍內(nèi)
另一種方案則是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度，這個(gè)方案也可以一定程度上挖掘燃油的潛能，但是提高燃燒溫度意味著氮?dú)鈺?huì)更多參與反應(yīng)產(chǎn)生氮化物污染，這對(duì)于日趨嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)而言也是行不通的方案。
因此對(duì)于這臺(tái)豐田未來(lái)核心車(chē)型的心臟，豐田的工程師們對(duì)Dynamic Force Engine在熱效率方面的提升更像是對(duì)這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)能挖掘的邊邊角角都認(rèn)認(rèn)真真的挖掘了一番，從豐田官方給出的發(fā)動(dòng)機(jī)介紹來(lái)看，這臺(tái)2.5L直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)采用了高速燃燒技術(shù)、可變控制系統(tǒng)并減少了排氣、冷卻和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的能量損失，從而在熱效率提升的同時(shí)提升了動(dòng)力輸出，這段話看起來(lái)還是比較籠統(tǒng)，并不能作為這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)最全面的技術(shù)介紹，為此臣叔特地從外網(wǎng)查詢了這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的資料給大家詳細(xì)剖析一下這款新發(fā)動(dòng)機(jī)在技術(shù)上的特性。
這臺(tái)豐田全新的2.5L自然進(jìn)氣引擎的技術(shù)特點(diǎn)如下：
采用了長(zhǎng)沖程，進(jìn)氣口和排氣口的角度比起以往引擎大，更高效的進(jìn)氣口，提高了壓縮比（一般版本為13.0:1，混合動(dòng)力版本為14.0:1），全新設(shè)計(jì)的點(diǎn)火線圈，在新的D4-S雙噴射技術(shù)加上多孔噴嘴。
我們之前說(shuō)過(guò)在高壓縮比的情況下，引擎的溫度也會(huì)較較高，因此豐田的工程師也在散熱這一環(huán)節(jié)下了不少功夫，包括：可變冷卻系統(tǒng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵，電控恒溫器，連續(xù)可變?nèi)萘坑捅?，采用低粘度的機(jī)油。
除了以上的特點(diǎn)外，為了提高引擎的響應(yīng)速度豐田工程師也針對(duì)性的采用以下技術(shù)：VVT-iE智能正時(shí)可變氣門(mén)控制系統(tǒng)，小型的hydraulic valve lash adjuster（HLA，氣門(mén)間隙調(diào)節(jié)器），高強(qiáng)度連桿，高響應(yīng)速度的進(jìn)氣控制，小凹面輪廓凸輪軸
在滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)性能方面的要求，為了達(dá)到更低的排放標(biāo)注這具引擎上面也采用了不少常見(jiàn)但是我們不會(huì)去發(fā)覺(jué)很重要的技術(shù)，包括多段式燃油噴射控制，EGR廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，新型催化劑，類似馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)的排氣歧管布局調(diào)整以及活塞噴油控制的升級(jí)。
愛(ài)信8AT變速箱與全新2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)組成了核心動(dòng)力總成
當(dāng)然性能再好的發(fā)動(dòng)機(jī)如果缺少了一臺(tái)聰明的變速箱，依然不能發(fā)揮它最大的效能，一向保守的豐田這次也終于將過(guò)時(shí)的6AT變速箱升級(jí)為了8AT變速箱，因?yàn)閯P美瑞前置前驅(qū)的設(shè)定，使得愛(ài)信在設(shè)計(jì)這個(gè)Direct Shift-8AT變速箱的時(shí)候，首先就是控制這款變速箱的體積，為此，愛(ài)信開(kāi)發(fā)出新的扭力轉(zhuǎn)換器，這個(gè)新的扭力轉(zhuǎn)換器比起之前采用的還要更小，體積方面，所以這款8AT和現(xiàn)在6AT的體型上差不多而已。當(dāng)然工程師面對(duì)最大的挑戰(zhàn)還不是體積問(wèn)題，而是如何降低扭力的流失，優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)機(jī)件就是一個(gè)好方法，為此，愛(ài)信的工程師們?cè)诮档妄X輪的摩擦系數(shù)方面做了改善，這樣一來(lái)可以降低齒輪在進(jìn)行咬合動(dòng)作時(shí)的動(dòng)力流失，另外，原廠部件也采用了特殊的鑄造工藝，因此對(duì)比老舊的6AT來(lái)說(shuō)，這臺(tái)新的8速自動(dòng)變速箱能夠降低近50%的動(dòng)力流失。
在這些細(xì)致入微的改進(jìn)下，豐田全新的2.5L缸內(nèi)直噴引擎對(duì)比上一代的2.5L自然進(jìn)氣引擎在馬力和扭力上有著相當(dāng)大的突破，普通版本在6600轉(zhuǎn)時(shí)可以爆發(fā)205匹的最大馬力，而混合動(dòng)力版本的阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)則是在5700轉(zhuǎn)可以輸出177 匹馬力，在峰值扭力的表現(xiàn)上更是一大進(jìn)步，它的峰值扭力在4,800 rpm可以發(fā)揮250 Nm，并且在2,400 rpm就可以有230 Nm的表現(xiàn)，并且維持相當(dāng)廣泛的扭力平原區(qū)域，所以對(duì)于整體的加速表現(xiàn)會(huì)更好。
第八代凱美瑞：自然吸氣黨的福音
在純電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)型尚未完全普及的現(xiàn)在，自然吸氣和渦輪增壓是消費(fèi)者一個(gè)永遠(yuǎn)繞不開(kāi)的選車(chē)話題，，但是這次臣叔依然會(huì)堅(jiān)定站在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)一邊，一方面是不隨大流的怪癖信仰，另一方面是對(duì)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)有特性的鐘情，在渦輪車(chē)橫行霸道的現(xiàn)在還能看到令人興奮的新款自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)在是件暖人心的事兒，說(shuō)不定我的下一臺(tái)車(chē)就會(huì)換凱美瑞呢？
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