上回书说到我们深入广汽丰田工厂
并且与丰田的研发人员以及
“中国心”年度十佳发动机
评选的多位专家一起深入了解了
丰田全新TNGA架构下的
2.0L自然吸气发动机。
其实，这台热效率高达40%的
自然吸气发动机并不像
我们想象中的那么“简单”
虽然不能公布讲解会中PPT所涉及的全部内容，但由于这款发动机的技术突破实在是太过诱人，而且如此之好的东西如果不能让更多的人去了解，那就等于在“犯罪”。所以，在这里我还是忍不住要为大家爆料一下，搬好小板凳，准备长姿势吧。
TNGA动力系统总成目标是什么？
丰田对于传统发动机的挖掘从来就没有停下脚步，他们认为传统发动机还有很大潜能亟待发挥。而且，目标只有一个：“动力总成（发动机/变速器）系统效率提高·最大化”。
就像TNGA架构下的这台2.0L发动机，它不仅注重提升发动机本身效率，更是从动力总成系统方面全面提升。充分利用自然吸气发动机热效率较高的优势继续深耕，把高热效区范围进一步扩大。同时，由于提高了转矩以及使用齿比更宽的变速器，可以更充分、更灵活地利用高热效区，进一步提升发动机的动力性和经济性。综合以上考量，这台全新的TNGA 2.0L汽油发动机加速性能和油耗表现相比老款都提升了约18%。
TNGA架构下发动机开发目标有哪些？
丰田对于全新TNGA架构推出的2.0L发动机的目标，首先是要把燃烧状态统一化，同时，在世界顶级热效率和输出功率之间取得完美平衡。作为一款传统发动机，TNGA 2.0L发动机的热效率可以达到40%，这在之前只有混动系统的专用发动机才能做到。同时，作为一款自然吸气发动机，升功率达到了63kW/L，兼顾高热效率和高输出性能，对于丰田的研发人员来讲这绝对是一项有着世界级难度的挑战。
简单来讲，TNGA 2.0L发动机的研发目标就是要成为一台高度兼顾世界一流功率和热效率的自然吸气发动机，并且满足各国最严苛的排放法规。（排放性能：中国：国6、日本：平成30年法规、美国：SULEV、欧洲：欧6）
40%热效率同时还具备63kW/L的升功率需要那些黑科技？
在解读黑科技之前，我们首先需要了解几个关键词。97.6mm长冲程、13：1高压缩比、缸内直喷+气道喷射的D-4S双喷射系统、高效率进气道以及大比例EGR。正是这些关键技术最终造就了一台史无前例的传统汽油发动机。
针对世界第一的高速燃烧，丰田采用了整体研发。这台TNGA 2.0L发动机把气门夹角从原来的31°扩大到了41°，可以采用相对更大的气门阀径，这使得进气流速进一步增加，同时缸内的滚流也得到了增强。
长冲程体现在最佳行程/缸径比。经过丰田多年潜心研究以及实验求证下，认为1.2为最优值。针对得出的结论，这台TNGA 2.0L发动机的冲程设定为97.6mm、缸径设定为80.5mm，冲程比为1.22。
激光熔覆阀座，可以说也是丰田最新工艺开发和新材料开发的代表之一，其可以降低上部气道高度，把气道做成像赛车那样平直的形状，解决了增大进气流量和增强滚流这一两难的课题。这项工艺需要用激光把金属粉末熔融，使其与基本体材料凝结为一体的技术，听起来就像是黑豹中的“振金”一样科幻，这也是TNGA的招牌技术，未来这一工艺技术将会成为丰田量产发动机的标配。
D-4S双喷射系统大家可能并不陌生，可以说它将丰田传统动力发动机推向了新高度。TNGA架构下的2.0L发动机采用了第四代D-4S双喷射系统，重新设计的锥形多孔直喷喷油器使得喷雾型状自由度进一步提高，贯穿距比第一代缩短35%，有效改善了湿壁现象的发生。
轻量化方面这台TNGA 2.0L发动机几乎是做到了极致，活塞连杆材料采用了高强度材料，配合楔形加工技术使得比现有连杆减重28%。得益于曲轴刚性、配重块形状的优化，使其可以应对高转速的需求，而且相比现有产品减重12%。
第一缸取消部分水套，缩短了缸体长度，使得该发动机的缸体结构更加紧凑。 同时为了保证缸体冷却性能不受影响，丰田工程师在两缸缸套间距仅为7mm的空间内钻孔。最终这台TNGA 2.0L发动机重量仅为103.3kg。
拥有多年赛事经验的丰田豪不吝惜地将赛车技术也应用到了这台最新发动机上，3冷却喷嘴设计可有效降低高功率输出时的活塞高温。最高转速6800rpm时活塞速度高达22m/s，为此丰田采用了偏心桶面油环技术，进一步提高刮油性能。
减磨方面，这台发动机采用了激光纹理技术活塞裙，该技术是指通过激光加工形成网纹沟槽结构，生成最适合的油膜厚度，提升润滑效果。连续可变机油泵的流量从0—MAX都可自由设定，任何行驶状态下都可以提供最适度的机油量，优化主油道内油压、大幅降低摩擦。
丰田的愿景
全新TNGA架构的2.0L发动机产品将会以商品力取胜，也就是我们常说的油耗与动力性。它将会带给消费者自然吸气发动机原有的线性加速感，以及不惧增压的输出性能。高速燃烧、大比例EGR、低摩擦、热管理优化、轻量化、紧凑化将会让消费者获得更加完美的燃油经济性。秉承丰田核心发动机“全世界制造、全世界行驶”的理念，采用TNGA架构的发动机可进一步降低成本（减少机型种类、大幅降低研发费用），这也将为丰田未来的产品提供更具优势的竞争力。
好了，只能给大家透露这么多了，再说我可能就要进入丰田的“黑名单”甚至还会收到来自九州的“传票”。
全部评论 （0）