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上页铺垫完什么是热效率,下面开始进入主题,看看丰田和马自达是怎么联手使热效率提高至38%的。首先来说,这款发动机出自丰田旗下,其基本骨架、尺寸和燃烧技术均与2014年春推出的丰田1.3L发动机相同。只是改变了活塞冲程量,从而提高了发动机排量。此外,部分材质也由铸铁改为铝合金,实现了轻量化。
为了提高热效率,丰田将老款适用于传统汽油机上的奥托循环改成了阿特金森循环,采用了短缸径长行程的设计(72.5mm×90.6mm),压缩比也由原来的10.5提高至13.5。当然也由于活塞冲程量的增加,发动机排量也由1.3L增至1.5L。那么奥托循环和阿特金森循环有什么区别?
可以看到,跟传统奥托循环相比,阿特金森循环的区别出现在压缩冲程阶段。通过推迟进气门关闭时间,在压缩冲程从进气门排出部分燃气,减少进气量,从而实现膨胀比大于压缩比,提高燃油利用率,达到节油的目的。而这控制进气阀开闭的时机便成了区分两者循环的关键所在,也就是我们常说的VVT(可变气门正时系统)。而此次丰田与马自达合作,从后者身上学到了电控VVT技术,并将其命名为VVT-iE。
VVT技术,经历多年的发展如今已出现过DVVT(进排气可变气门正时)、VVT-i(智能可变气门正时)、VVT-iW(可变气门正时智能广角)以及最新的VVT-iE(电控可变气门正时)。相比于普通的液压VVT技术,由电机控制的VVT-iE响应速度更快、控制更精确,而且可实现无级调节。
随着压缩比的提高,气缸上止点(燃烧室)温度就会越高,就越容易产生爆震(异常燃烧)。而4-2-1排气系统就是为了避免爆震的产生。同时也减少了一部分泵气损失,也是变相提高热效率的方法之一。
丰田在2014年推出的1.3L阿特金森发动机的时候,为其引入了一套名为Water Jacket的新型隔块,是一种运用物理方式堵住气缸冷却水的技术。如今,该隔块也应用于丰田新型1.5L发动机上。看样子未来大有普及之势。
除了降低气缸顶部温度外,该隔块还能使气缸中部温度升高(因为冷却水全部集中在气缸顶部),因此活塞和气缸壁的润滑油粘度降低,从而可减小摩擦。据官方介绍,新隔块的效果可使气缸上部的温度降低约20℃,同时使气缸中部的温度升高20℃左右。
EGR是通过与排气歧管和进气歧管相连,将一部分尾气重新引入到进气歧管中,再次参与燃烧从而减少氮氧化物(NOx)的排放。NOx主要是在高温富氧的条件下产生的,因此,EGR的主要目的也是为了降低燃烧室温度和减小氧气浓度。
这款1.5L自吸发动机目前已搭载到丰田Corolla Axio和FIELDER混动版车型上,这两款车已经在日本上市。经日本JC08油耗测试显示,Axio成绩为23.4km/L,FIELDER为23.0km/L。而老款车型的成绩,Axio为20.0km/L,Fielder为19.6km/L。
注意,请不要简单换算成国内的“L/100km”的单位,因为测试方式不同,故不具备等量换算的意义。
在2015上海车展上,一汽丰田卡罗拉混动版以及广汽丰田雷凌混动版正式亮相。新车分别基于现款卡罗拉和雷凌打造,并引入了混合动力技术,其中动力部分采用的便是这台1.5L阿特金森循环汽油机。
此前,我们从网络中获悉了广汽丰田雷凌混动版车型的售价或将为13.18万元起售。而新车预计将于今年底正式上市销售。如果该价格属实,相信会对15万以内的车市带来不小冲击。
去年初,丰田曾表示截止2015年底前,将会陆续向市场投放共14款全新发动机。截止目前,已经亮相了8款发动机,排量涉及1.0L-2.7L,类型包括自然吸气、涡轮增压以及混合动力。而在接下来的半年时间中,按照计划,丰田还将陆续推出6款新机。虽然类型和排量均不尽相同,但它们都将遵循高热效率的宗旨,丰田表示至少会在36%以上!在未来,丰田的目标是将热效率提升至50%,而这才是丰田与马自达联手的最终目的。
写在最后:车企间的合作并不少见,但并不是每家合作都圆满成功。本着“没有永远朋友,只有永远利益”的市场规律,双方合作多半是互惠互利的。以丰田为例,为了达到50%的热效率,马自达创驰蓝天技术所造就的超高压缩比是丰田人急于所需;而马自达也因此换来了垂涎已久的丰田FCV燃料电池技术。
对于这次丰马合作,双方都很信心满满,但最终能否产出各自满意的产品,我们还需拭目以待。也祝愿他们能像孙悟天和特兰克斯一样,最终成功合体为惊诧世人的悟天克斯!
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