在車企一窩蜂的扎堆新能源時,豐田卻不走尋常路,提出了全新的“豐巢”(TNGA)造車概念,并更多的關注48V輕混、電動渦輪增壓等創新技術帶給傳統燃油發動機帶來的新機遇。而豐田TNGA架構下的Dynamic Force系列2.5L發動機以傳統自然吸氣發動機為基礎,依靠眾多細微技術升級發動機熱效率達到40%。
1更高的熱效率才是燃油發動機之本
隨著汽車電動化浪潮的發展,傳統內燃機面臨著前所未有的巨大壓力,如何更好的發掘內燃機的潛能,制造出燃燒效率高、污染物排放少的發動機成了各大汽車廠商的重點工作。
48V輕混、電動渦輪增壓等創新技術帶給傳統燃油發動機新的生命力,這些新技術也是目前絕大多數汽車廠商在著重研究的,但豐田卻不走尋常路,豐田TNGA架構下的Dynamic Force系列2.5L發動機以傳統自然吸氣發動機為基礎,依靠眾多細微技術升級成為了世界上燃燒熱效率最高的發動機。
剛剛上市的廣汽豐田凱美瑞是中國市場上第一款豐田TNGA架構產品,其搭載的正是豐田2.5L直噴發動機,在普通燃油車型上,這款發動機熱效率達到40%,在混動版本上燃燒熱效率則提升到41%。
2優化發動機整體結構
為了更大程度發掘發動機的潛能,豐田從發動機基本骨架開始重新考慮,對發動機部件、結構進行了革新,尤其是對關乎混合氣燃燒的零部件進行了改進和優化。
同其他廠商通過增壓技術來壓榨發動機潛能不同,豐田選擇堅守自然吸氣發動機形式,并在其基礎上進行了大量的優化改進。
從上面兩張圖不難看出豐田2.5L直噴發動機采用的創新技術非常多,但基本可以歸納為提高熱效率、提升響應速度以及降低排放三個方面。接下來,我們挑幾個在模型機上看得到的來給各位聊聊。
3多項創新,熱效率高達41%
豐田的這臺發動機采用了歧管噴射+缸內直噴雙噴射系統。在低負荷情況下,雙噴射系統可以實現分層燃燒,提升熱效率,在高負荷下又可提供不錯的動力響應。
發動機采用了電控節氣門,可以實現更精準迅速的進氣控制。
正時調節方面,豐田2.5L直噴發動機在進氣端采用了VVT-iE(電控可變氣門正時)系統,相比傳統的液壓式調控,電控調節具有更快的調節速度和更廣的工作范圍。
豐田工程師增大了發動機進排氣門的夾角,從之前的31°左右增大到41°左右。同時,氣門底座采用了激光熔覆技術,這些改進可以讓發動機的進排氣更加順暢。
活塞、活塞連桿等運動部件采用了輕質處理,降低運動慣量,可以有效提升發動機的響應。
活塞頭頂部配合發動機的進排氣門做了特殊形狀處理,可以進一步提升發動機的壓縮比。提升壓縮比是提升燃效的重要手段之一。
發動機采用了連續可變排量機油泵設計,可以根據發動機工況對機油供給量進行調控,有效降低發動機動力損耗,造成不必要的浪費。
除了此次配套廣汽豐田凱美瑞的2.5L動力之外,豐田計劃到2021年的5年時間內,投放包含本次開發的2.5L自然吸氣發動機在內的9大類17款發動機,多擋位AT、新型無級變速箱(CVT)等4大類10款變速箱,以及6大類10款混合動力系統。預計2021年豐田銷售車輛的CO2減排效果相比2016年將減少約15%。
而在新車方面,豐田今后將基于TNGA進行模塊化開發,在短時間內推出多款機型,搭載車型自2017年發售的新車起逐步增加。目前,計劃2021年覆蓋到豐田全球年銷量的約60%。
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