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话说丰田全球热销车型RAV4拒绝使用小排气量涡轮直喷引擎,而是全车系使用DynamicForce高压缩比自然吸气引擎,拥有高达40%的热效率,无疑是睥睨群雄,但相对于马自达偏向极致的调校方式,DynamicForce引擎则是悠哉度日!且看以下分析。没错这种专业科技解析报道,就算是资深汽车媒体人也未必通盘了解,相信许多小伙伴亦是鸭子听雷。
但从另一个角度来看,如果小伙伴肯静下来细细思量大车厂的研发动机,将发现箇中道理其实不难也不复杂,很快地,您的思维已经超越多数汽车编辑,且能迅速摸透其他车厂的企图心,与其坐井观天、不如一飞冲天!回到正题,在此不谈太专业的空燃比、压缩阻力、排气损失、稀薄燃烧、超超临界燃烧…,只谈一个车厂的终极目标热效率。举例来说,大众用以取代昔日主力1.4TSI的新一代1.5TSI四缸引擎,热效率达到37.5%。
本田CRV1.5T引擎热效率达到38%,远超过昔日汽油引擎30%的水平,但是DynamicForce引擎热效率则是达到40%!而且非Hybrid动力的DynamicForce引擎,并未藉助米勒循环(吸气汽门延迟或提前关闭系统)、涡轮增压、可变涡轮几何叶片、压电式高压喷油嘴、汽缸间歇系统等,但是大众1.5TSI全都用上了。
简单来说,丰田和马自达的科技思维其实有点类似,就是善用现有科技与技术将引擎优化,尽量避免使用上述黑科技,相信很多人会以省成本或花不起加以调侃,没错这也是事实。DynamicForce引擎的省思(一)报道中详细提到汽油引擎+高压缩比将带来爆震危机,所以上述十点几乎都和爆震抑制有关。其中1、2点的功用是为了让燃烧室变得更紧凑(指活塞位于上死点时的燃烧室形状),所谓的紧凑就是趋近于半圆形,就像剖开的咸鸭蛋。
如果采用大缸径、较小的气门夹角,那么燃烧室的形状就像荷包蛋,边缘位置因为气流死角、高温、高压等因素,容易造成汽油自然而产生爆震。第3、4、5、6、7点是一体的概念,看似有点复杂,但最终目的就是为了加速燃烧室空气滚流效应。在燃烧室内制造快速的燃气滚流有几种好处第一点,让燃油与空气混合得更平均、燃烧更完全,不容易积碳以及产生HC排放污染;第二点,让燃烧室周围温度与压力更平均,降低爆震机率。
第三点加快燃烧速度(也就是火焰传导速度),能有效提升马力,兼抑制爆震现象。为何加快燃烧速度能抑制爆震?因为燃烧速度越快,就能在燃烧室周边发生爆震前,先把所有的燃气通通烧光。若将爆震现象视为边疆诸侯叛变,那么燃烧速度快就意味着朝廷大军抢先一步冲到边疆卸除诸侯的武装,叛变就不会发生。
第8点的诉求很简单也很制式化、普及化,就是降低摩擦力、减少摩擦热、增进耐用度。第9点的功用就非常多,而多数小伙伴也都知道,可变气门正时机构设计用意在于调节气门重叠时机,增进吸气效率,兼顾高、低各种转速下的扭力输出。但另一方面,为着节能与环保着想,原厂可以透过吸气汽门提前开启,将燃烧室内部分烧完的废气反向逆推至吸气歧管,让含氧量低的废气与新鲜空气混合降低燃烧室内的含氧量,进而降低NOx氮氧化合物的生成。
然而面对性能与环保等截然不同的需求,可变气门正时机构的调整范围必须非常大,为了达到快速与精确目的,许多大厂都将可变气门正时机构改为电子控制,取代昔日的稳定性较差的油压设计。没错第9点看似与爆震没有直接关系,但若牵扯到丰田惯用的Atkinsoncycle阿金森循环(就科技观点叫做Millercycle米勒循环),也就是吸气汽门延后关闭技术,降低吸气行程压缩比、动力行程压缩比不变,那就和爆震有绝对关系。
不过RAV42.0与2.5原厂并没有提到阿金森循环,但是RAV4Hybrid则具备此一技术,压缩比提升至141热效率微幅提升至41%。如果结合上述三种吸气汽门变化提前开启、延后关闭、大幅度延后关闭,为了应付超广域的气门正时变化,所以DynamicForce引擎直接将VVTiE纳入标准设计,不论是单纯引擎或Hybrid动力。至于第10点也不用太多解释,稳定且精确控制引擎温度并确保润滑无虞,当然可以抑制爆震问题,亦是效率、寿命、大功率的后盾与保证。
从上述十项设计来看,不难发现DynamicForce引擎并没有使用昂贵或是稀有的高科技,甚至没有应用分层燃烧技术,与大众1.5TSI引擎分属二个极端,让RAV4车主可以用相对低的价格享受到高效率节能动力,且事实证明RAV42.0的15.1km/L平均油耗成绩确实有二把刷子而非纸上谈兵。
在朴实的优化过程中,不难发现DynamicForce引擎并没有出现任何冒险、极端、边缘的设计,即便是高压缩比,以自然吸气131的程度来看并不算激进,除了柴油不行,92、95、95+、98等汽油随便加通通可以,没有娇滴滴的问题!因此论及维护费用及故障率,DynamicForce引擎没有涡轮故障问题,喷油嘴非超高压与超精密设计,少了衰退与短命疑虑,至今也没传出吃机油的焦虑,充分展现T牌动力妥当耐操的实力。
易车号作者提供文章
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