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卓逸不群 解读丰田全新3缸自吸发动机

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  [汽车之家 新鲜技术解读]  在漫漫人生路上,逆境往往能激发人平时难以察觉的潜力。对汽车而言,苛刻的法律法规也常能促使新技术诞生、普及。当下就是各类环保法规紧逼内燃机发展的时间节点,由此产生了小排量、三缸、涡轮增压等各种趣事。有趣的是在这种风潮下,丰田Dynamic Force Engine系列最新发动机选择了卓逸不群。

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● 背负新时代M系列发动机荣耀

  近些年汽车的开发讲求平台化理念,丰田的TNGA就是新时代下的产物。新平台需要一个全新系列动力总成,而且必须能覆盖从小型车到中型车的全部需求,这就是Dynamic Force Engine系列发动机的开发背景。

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  Dynamic Force Engine系列发动机不仅满足了TNGA架构的需求,还突破了以往行业认知中量产发动机热效率的极限,甚至颠覆了教科书中推算的数值。不过它并非使用黑科技达成目标,而是稳扎稳打的在已有技术上不断整合、突破,最终水滴石穿。因此,虽然这台最新的1.5L自然吸气发动机属于整个系列的入门产品,但既然头顶Dynamic Force Engine光环,值得关注的细节也就不会少。

● NA的最后坚持

  在各国“正义人士”的不断推动下,传统燃油车退出舞台的速度被大大加快。伤感的讲,我们很可能是最后一代与内燃机同呼吸、共跳动的人了。大趋势影响下,不仅大排量发动机的身影愈发难寻,就连往日被直列六缸发动机“藐视”的“直四”都快变成了稀缺产品。

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  回溯汽车发展趋势,早期技术所限的情况下,为满足人类对于速度的追求,各家厂商采用的都是不断增大的方法。而随着上世纪70年代以后石油危机的爆发,法规紧逼下动力总成发展趋势转为小型化。

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● 3缸没错,但不是往日的它

  今天发动机小型化的趋势难以扭转,但现实需求也不能完全无视。“吃得少、干得多”看似矛盾,却是消费者提出的迫切需求。只是丰田这台全新1.5L发动机并没有按照大家预想的小排量、增压戏路登场,在这个增压发动机为主的时代,它选择了坚守自然吸气的“正义”,而且还是三缸。

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  今天提到三缸发动机大家的口碑还是褒贬不一,虽然通过涡轮增压的方法,让这些发动机的动力输出表现相比以往有了改变,但燃油经济性的优势并不明显。另一方面,对厂家而言,少一气缸也并没有带来成本的大幅降低。那么丰田为何还要冒险前进呢?

  丰田之所以敢冒险,原因一方面在于技术上的今非昔比。Dynamic Force系列发动机基于模块化开发理念,高级别机型技术加持是这台代号M15A发动机的自信源泉。另一方面老款发动机虽然满足现有需求并不吃力,但面对远期、更严苛的法规要求需要进行的优化并不比开发全新机型来的更低。而在非顶梁柱车型换代之际搭载全新发动机,以此通过市场进一步检验技术成熟度,可以为今后热销车型发动机换代积累经验。

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● 从根源提升效率

  物理结构从四缸变为三缸,但消费者使用过程中肯定不会希望动力也有所折扣,这也是令开发团队挠头的地方。从结果上看,丰田工程师选择了最难走的路,简言之就是从发动机工作的吸气、压缩、做功、排气根源上进行重新开发。

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  相同排量下活塞行程越长,高转速下泵气效果更明显,气体流入燃烧室内的速度更快。但行程增加摩擦也会增加,效率会降低。换言之,选择合适的缸径与行程比就是开发难点之一。

  通过实验,丰田工程师认为二者比值接近1.2:1是最佳值,新问题再次出现,为了满足排放法规,新机型需使用EGR废气再循环技术,而过高比值的废气无疑会影响燃烧效果。

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  此外为了提升燃油经济性,新发动机也使用分层燃烧技术,根据自身特点,其选择了主流分层燃烧模型中的空气导向型。

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  现实世界中,我们每一天都面临着两难的选择。大到从漂亮但不顾家与持家可长相路人的妹子间选择,小到是存钱买游戏还是先抽口烟过过瘾,发动机的开发过程中同样存在着两难的情况。Dynamic Force Engine系列发动机开发的过程就是在矛盾中前行的。

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