世人皆知,豐田現(xiàn)在的看家本領(lǐng)是混合動(dòng)力?;旌蟿?dòng)力也是除燃料電池之外,豐田的研發(fā)最重點(diǎn)。所以,在看到一則關(guān)于燃效提升的消息時(shí),曾經(jīng)不小心把“本田”打成了“豐田”的車云菌不禁暗搓搓地想,這個(gè)小編也打錯(cuò)了?
事實(shí)上,盡管混合動(dòng)力是豐田現(xiàn)階段的重中之重,但是混動(dòng)系統(tǒng)中依然缺少不了發(fā)動(dòng)機(jī)的存在?;蛟S對(duì)于混動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),因?yàn)殡姍C(jī)的存在,不需要再因?yàn)橛秃膶?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的細(xì)枝末節(jié)較勁。但是別忘了,豐田旗下也并非全員混動(dòng),混動(dòng)系統(tǒng)徹底取代傳統(tǒng)動(dòng)力,也還需要很長(zhǎng)一段路去走。對(duì)于占據(jù)了半壁江山的傳統(tǒng)動(dòng)力車型來(lái)說(shuō),發(fā)動(dòng)機(jī)本身的技術(shù)研發(fā)的需求依然存在。
燃效提升30%
這則關(guān)于燃效提升的消息與豐田新近發(fā)布的兩款發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)。1.0升三缸發(fā)動(dòng)機(jī)與1.3升四缸發(fā)動(dòng)機(jī),將于明年配備到豐田旗下14款不同的車型上。其中1.0升發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在豐田的Aygo上之后,其百公里油耗僅為3升,較現(xiàn)售的Aygo車型有了30%的提升。而在熱效率上,1.0升版本和1.3升版本分別提高到了37%和38%。
對(duì)于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),將近四成的熱效率是相當(dāng)高的。于是,不禁有人要問(wèn)了,豐田怎么做到的?
拿這款1.0升的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),它的前身名氣可不小,從2007開(kāi)始連續(xù)四年獲得了國(guó)際年度發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)1.0升組別的獎(jiǎng)項(xiàng)。而在今年的日內(nèi)瓦車展上,豐田發(fā)布了它的優(yōu)化版本——為了區(qū)分,我們姑且稱之為1.0版本——并配置在了新款A(yù)ygo車型上。
1.0版本的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),有了一系列的調(diào)整:壓縮比被提高到了11.5、燃燒室進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)、缸頭的輕量化、嵌入式排氣歧管以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整體的減小摩擦阻力的設(shè)計(jì)。摳完這些細(xì)節(jié)之后,發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗被降低到了百公里3.9升,動(dòng)力性能上也略有提升,最大輸出功率增加到了51千瓦,最大扭矩95?!っ?。
豐田新近發(fā)布的可以看做是這款發(fā)動(dòng)機(jī)的2.0版本,由豐田與大發(fā)共同研發(fā)。在這個(gè)版本中,讓燃效和熱效率提升的最大功臣,就是使用了阿特金森循環(huán)。
我們知道,阿特金森循環(huán)是豐田混動(dòng)系統(tǒng)的一塊招牌。與常規(guī)汽油機(jī)使用的奧拓循環(huán)不同,阿特金森循環(huán)的活塞行程可變,膨脹比較大,能夠帶來(lái)更大的燃油效率。不過(guò)由于阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,現(xiàn)在豐田所使用的阿特金森循環(huán)是通過(guò)電子控制裝置推遲進(jìn)氣門的關(guān)閉,在壓縮行程中從進(jìn)氣門排出部分混合氣,減少進(jìn)氣量,實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比(PS:話說(shuō),這個(gè)實(shí)現(xiàn)方法“借鑒”了米勒循環(huán)的原理)。
但是我們也知道,這種進(jìn)氣方式有一個(gè)致命的缺點(diǎn),那就是在低速下,會(huì)讓本來(lái)就很稀薄的混合氣變得更加貧瘠,因而低速扭矩表現(xiàn)很差。而且,即便在轉(zhuǎn)速提升之后,反流的存在也會(huì)讓動(dòng)力性能有所下降??梢哉f(shuō),阿特金森循環(huán)是犧牲了部分動(dòng)力性能來(lái)?yè)Q取的燃效提升。開(kāi)過(guò)這類汽車的朋友一定深有感受,阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)就是“沒(méi)勁兒,沒(méi)勁兒,還是沒(méi)勁兒……”。
阿特金森≠蕭何
在2.0版本之前,阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)只能在豐田的混合動(dòng)力車中看到。在混動(dòng)系統(tǒng)中,起步時(shí)電啟動(dòng),正常工作循環(huán)里,發(fā)動(dòng)機(jī)一直處于最佳的工作狀態(tài),再加上電動(dòng)機(jī)輸出特性對(duì)動(dòng)力也有所彌補(bǔ),所以阿特金森循環(huán)+電動(dòng)機(jī)是混動(dòng)系統(tǒng)里的黃金搭檔,互補(bǔ)長(zhǎng)短。
而對(duì)于僅有傳統(tǒng)動(dòng)力的汽車來(lái)說(shuō),阿特金森循環(huán)就有點(diǎn)不合適了。尤其是對(duì)于小排量發(fā)動(dòng)機(jī),本身的動(dòng)力性能有限,豐田自然不希望因此而被詬病。
為了避免“成也蕭何,敗也蕭何”,豐田也做了不少的工作:對(duì)進(jìn)氣道和進(jìn)氣口進(jìn)行了重新設(shè)計(jì);采用帶冷卻功能的EGR(廢氣再循環(huán))系統(tǒng);配備豐田的VVT-iE(電控智能可變氣門正時(shí))技術(shù)、怠速停止技術(shù)(idling stop)等。
重新設(shè)計(jì)的進(jìn)氣道與進(jìn)氣口
從效果上來(lái)看,前三者自不必多說(shuō),進(jìn)氣道與進(jìn)氣口的重新設(shè)計(jì)是讓混合氣混合得更加充分來(lái)提升燃油效率;帶冷卻功能的EGR則是通過(guò)降低燃燒溫度來(lái)減少熱能損失;VVT-iE是讓發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況下都盡可能有最佳的氣門行程,減少功率損耗,對(duì)于阿特金森循環(huán)來(lái)說(shuō),能夠避免低速扭矩的進(jìn)一步損失。
最后一項(xiàng)的怠速停止技術(shù)相比前三項(xiàng)技術(shù)而言,可能讓人不是那么耳熟,咱們簡(jiǎn)單說(shuō)道說(shuō)道。怠速停止技術(shù),顧名思義,是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí),自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí),跳過(guò)怠速階段,讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快速提升,進(jìn)入最佳運(yùn)轉(zhuǎn)工況,也就是我們常說(shuō)的自動(dòng)啟停。
對(duì)于一般的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),怠速停止技術(shù)的意義主要體現(xiàn)在節(jié)能上,而對(duì)于阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)而言,怠速停止技術(shù)避免了怠速時(shí)的低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)重復(fù)出現(xiàn),直接進(jìn)入中轉(zhuǎn)速區(qū)域,駕駛員也就不用反復(fù)體會(huì)到動(dòng)力不足的感覺(jué)了。
另外一款1.3升的發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)措施類似,只是壓縮比更高一點(diǎn),達(dá)到了13.5,而節(jié)油效果相對(duì)沒(méi)有那么明顯,但是也有將近15%的提升。
當(dāng)然,最重要的是,對(duì)于購(gòu)買Aygo這類緊湊車型的車主們來(lái)說(shuō),動(dòng)力性能并非首要考慮因素。尤其是在像帝都這樣的“堵城”里,常年處于走走停停的交通路況中,省油才是第一位的。更何況有了怠速停止技術(shù)的加成,綠燈之后的起步也并不會(huì)十分不給力了。
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