- 世界先進發動機開發揭秘
- 錢堯一
- 893字
- 2020-09-11 17:44:40
1 引言
自從豐田在漢蘭達、皇冠、RX、NX、GS等車型上使用的2.0T(8AR-FTS)渦輪增壓發動機后,開發了4氣缸1.2T小排量渦輪增壓發動機。這款發動機的目標就是替代目前豐田產品序列中的1.6L~1.8L自然吸氣發動機,屬于入門級產品,于2015年4月在日本、5月在歐洲市場投放。在中國,對這款發動機做了油品適應性改良,從95標號燃油要求改為92標號要求,并應用在卡羅拉,雷凌身上。
為了應為未來法規,豐田利用常年在混動發動機上對高熱效率技術的積累,并應用于傳統發動機,對高速燃燒、燃燒室內掃氣、燃燒室溫度控制等技術進行探究,從泵氣損失、排氣損失、冷卻損失、摩擦損失等角度全方位在設計,產生了一批高熱效率、低油耗的發動機群,這款發動機就是其中的一款機型。
基于8AR-FTS發動機相同的設計理念,8NR-FTS發動機也集成了各種主流節能技術,諸如集成排氣歧管的氣缸蓋,通過中間鎖止裝置的智能廣角可變氣門正時系統(VVT-iW)實現的阿特金森循環,以及為實現快速燃燒采取的強化渦流。該發動機采用缸內直噴渦輪增壓(D-4T)系統,考慮成本,對雙噴射系統的2.0T發動機進行了簡化。結合單渦道渦輪增壓器和VVT系統的控制,實現了發動機低速工況下的高扭矩。該發動機還采用了起停系統,選擇的是壓縮沖程分層噴射方式,實現了快速無沖擊再起動。發動機匹配6檔手動變速器或無級變速器CVT。尤其在CVT下,通過換檔控制,減小了渦輪增壓器的滯后期,實現具有一定駕駛樂趣的動力性和出色的燃油經濟性。發動機的熱效率達到36.2%。
注1:啟停系統有多種啟動方式,有和冷啟動一致的電機拖拽啟停方式,有壓縮沖程啟停方式,有膨脹缸燃燒輔助啟停方式,每種方式各有優缺店,它們的啟停速度、平順性、成本都不一樣,這塊以后有機會再聊。
注2:渦輪增壓發動機受到渦輪影響,壓縮比一般在10左右,燃燒溫度高,容易造成早燃和爆震,點火角無法提前,且渦輪還需要消耗掉部分能量,一般最佳熱效率是不如自然吸氣發動機的,但是在NEDC法規認證中,小排量渦輪發動機的經濟區間在NEDC范圍內,所以工信部油耗漂亮。
表1示出8NR-FTS(1.2T)發動機與8AR-FTS(2.0T)發動機的主要區別。8NR-FTS發動機配置了IHI渦輪增壓器公司制造的單渦道渦輪增壓器,發動機匹配 6檔手動變速器(6MT)或無級變速器(CVT)。
表1發動機對比