發(fā)動機是各大汽車廠商技術(shù)競爭的主戰(zhàn)場，各大汽車廠商為研發(fā)更加先進的發(fā)動機不惜投入數(shù)以億計的資金，當(dāng)不少消費者以購買搭載了最新款渦輪增壓發(fā)動機的車型而炫耀時，臣叔只能感嘆這僅僅是為了增加動力表現(xiàn)最急功近利的解決方案。相對而言如何提升自然吸氣發(fā)動機的性能才最能體現(xiàn)這家汽車廠商的核心研發(fā)實力。
拋開狹隘的愛國主義，單純從技術(shù)角度新一代凱美瑞值得期待
也許對于豐田的由路轉(zhuǎn)粉的過程也正是在于仔細研究了新一代凱美瑞而產(chǎn)生的變化，在上一期新一代凱美瑞的國產(chǎn)展望中，臣叔就著重提到了新凱美瑞所搭載的Dynamic Force Engine，這臺全新的2.5L四缸自然吸氣發(fā)動機的熱效率表現(xiàn)驚人，40%的熱效率在自然吸氣發(fā)動機界屬于獨孤求敗的地位。
Dynamic Force Engine的發(fā)動機本體
大家對于熱效率可能沒什么概念，我們再安利一下：熱效率是指發(fā)動機輸出的機械功與燃燒燃油產(chǎn)生的化學(xué)能量的比率。打個比方如果一輛汽車發(fā)動機的熱效率為38%，也就是只能用到38%的能量，其他62%都通過熱力流失和機械摩擦等方式損耗掉，足以見得熱效率對于一臺發(fā)動機在動力表現(xiàn)和燃油經(jīng)濟性上的決定性影響。
如何提高發(fā)動機熱效率其實是自然吸氣發(fā)動機誕生100多年來工程師們一直致力于研究的突破口，從常規(guī)方案來看提高效率最直接的方法是提高壓縮比，然而提高壓縮比帶來的后果就是爆震的產(chǎn)生，爆震對于發(fā)動機來說百害而無一利，造成發(fā)動機動力下降油耗增加，劇烈震動加大噪音影響舒適性，最為嚴(yán)重的時候會引起敲缸、發(fā)動機熄火以及發(fā)動機機械部件損壞，給發(fā)動機帶來不可逆的破壞，很顯然豐田的新發(fā)動機沒有選擇這個方向去做突破。
以高壓縮比著稱的馬自達創(chuàng)馳藍天技術(shù)發(fā)動機也將壓縮比控制在1:13范圍內(nèi)
另一種方案則是提高發(fā)動機的燃燒溫度，這個方案也可以一定程度上挖掘燃油的潛能，但是提高燃燒溫度意味著氮氣會更多參與反應(yīng)產(chǎn)生氮化物污染，這對于日趨嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)而言也是行不通的方案。
因此對于這臺豐田未來核心車型的心臟，豐田的工程師們對Dynamic Force Engine在熱效率方面的提升更像是對這臺發(fā)動機能挖掘的邊邊角角都認(rèn)認(rèn)真真的挖掘了一番，從豐田官方給出的發(fā)動機介紹來看，這臺2.5L直列四缸發(fā)動機采用了高速燃燒技術(shù)、可變控制系統(tǒng)并減少了排氣、冷卻和機械運轉(zhuǎn)的能量損失，從而在熱效率提升的同時提升了動力輸出，這段話看起來還是比較籠統(tǒng)，并不能作為這臺發(fā)動機最全面的技術(shù)介紹，為此臣叔特地從外網(wǎng)查詢了這臺發(fā)動機的資料給大家詳細剖析一下這款新發(fā)動機在技術(shù)上的特性。
這臺豐田全新的2.5L自然進氣引擎的技術(shù)特點如下：
采用了長沖程，進氣口和排氣口的角度比起以往引擎大，更高效的進氣口，提高了壓縮比（一般版本為13.0:1，混合動力版本為14.0:1），全新設(shè)計的點火線圈，在新的D4-S雙噴射技術(shù)加上多孔噴嘴。
我們之前說過在高壓縮比的情況下，引擎的溫度也會較較高，因此豐田的工程師也在散熱這一環(huán)節(jié)下了不少功夫，包括：可變冷卻系統(tǒng)，電機驅(qū)動水泵，電控恒溫器，連續(xù)可變?nèi)萘坑捅?，采用低粘度的機油。
除了以上的特點外，為了提高引擎的響應(yīng)速度豐田工程師也針對性的采用以下技術(shù)：VVT-iE智能正時可變氣門控制系統(tǒng)，小型的hydraulic valve lash adjuster（HLA，氣門間隙調(diào)節(jié)器），高強度連桿，高響應(yīng)速度的進氣控制，小凹面輪廓凸輪軸
在滿足了發(fā)動機性能方面的要求，為了達到更低的排放標(biāo)注這具引擎上面也采用了不少常見但是我們不會去發(fā)覺很重要的技術(shù)，包括多段式燃油噴射控制，EGR廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，新型催化劑，類似馬自達創(chuàng)馳藍天技術(shù)的排氣歧管布局調(diào)整以及活塞噴油控制的升級。
愛信8AT變速箱與全新2.5L發(fā)動機組成了核心動力總成
當(dāng)然性能再好的發(fā)動機如果缺少了一臺聰明的變速箱，依然不能發(fā)揮它最大的效能，一向保守的豐田這次也終于將過時的6AT變速箱升級為了8AT變速箱，因為凱美瑞前置前驅(qū)的設(shè)定，使得愛信在設(shè)計這個Direct Shift-8AT變速箱的時候，首先就是控制這款變速箱的體積，為此，愛信開發(fā)出新的扭力轉(zhuǎn)換器，這個新的扭力轉(zhuǎn)換器比起之前采用的還要更小，體積方面，所以這款8AT和現(xiàn)在6AT的體型上差不多而已。當(dāng)然工程師面對最大的挑戰(zhàn)還不是體積問題，而是如何降低扭力的流失，優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)機件就是一個好方法，為此，愛信的工程師們在降低齒輪的摩擦系數(shù)方面做了改善，這樣一來可以降低齒輪在進行咬合動作時的動力流失，另外，原廠部件也采用了特殊的鑄造工藝，因此對比老舊的6AT來說，這臺新的8速自動變速箱能夠降低近50%的動力流失。
在這些細致入微的改進下，豐田全新的2.5L缸內(nèi)直噴引擎對比上一代的2.5L自然進氣引擎在馬力和扭力上有著相當(dāng)大的突破，普通版本在6600轉(zhuǎn)時可以爆發(fā)205匹的最大馬力，而混合動力版本的阿特金森發(fā)動機則是在5700轉(zhuǎn)可以輸出177 匹馬力，在峰值扭力的表現(xiàn)上更是一大進步，它的峰值扭力在4,800 rpm可以發(fā)揮250 Nm，并且在2,400 rpm就可以有230 Nm的表現(xiàn)，并且維持相當(dāng)廣泛的扭力平原區(qū)域，所以對于整體的加速表現(xiàn)會更好。
第八代凱美瑞：自然吸氣黨的福音
在純電動車和混合動力車型尚未完全普及的現(xiàn)在，自然吸氣和渦輪增壓是消費者一個永遠繞不開的選車話題，，但是這次臣叔依然會堅定站在自然吸氣發(fā)動機一邊，一方面是不隨大流的怪癖信仰，另一方面是對自然吸氣發(fā)動機獨有特性的鐘情，在渦輪車橫行霸道的現(xiàn)在還能看到令人興奮的新款自然吸氣發(fā)動機實在是件暖人心的事兒，說不定我的下一臺車就會換凱美瑞呢？
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