“汽車行業(yè)的內(nèi)燃機(jī)心臟還將持續(xù)跳動下去?!盜EA國際能源署的報(bào)告擲地有聲——2050年仍有58%汽車搭載內(nèi)燃機(jī)。在可見的將來,燃油車將余威尤烈至少數(shù)十年。
當(dāng)節(jié)能減排法規(guī)從身后投下如山巨壓,無可放棄的內(nèi)燃機(jī)路線必須推動自身進(jìn)化。從提升熱效能到結(jié)合電氣化,從技術(shù)進(jìn)化到政策扶持小排量。熱效率40%以上的新發(fā)動機(jī),在各家車企的緊鑼密鼓鋪陳之下,顯得“亂花漸欲迷人眼”。不同的路線,不同的策略,汽車的心臟究竟該尋覓一條怎樣的進(jìn)化之路?
為了給這個(gè)疑問亮出最為可靠的答案,2020年12月8日,汽車公社、汽研社領(lǐng)銜的國內(nèi)知名汽車媒體與國內(nèi)頂尖動力總成技術(shù)專家以及市場研究學(xué)者齊聚長沙,古有華山論劍,今有岳麓論“心”,旨在探尋汽車動力總成的明天之路。
幾乎與此同時(shí),汽車制造商里的尖子生豐田,也準(zhǔn)備將TNGA豐巢架構(gòu)之下Dynamic Force Engine發(fā)動機(jī)家族的最新成員——TNGA 1.5L Dynamic Force帶到中國這個(gè)最重要的市場。慣于蓄力許久之后,帶給人眼前一亮驚喜的豐田,在TNGA 1.5L Dynamic Force身上又傾注了怎樣的心血?
這款新動力突出了“減法”二字,而在減法策略的背后,卻是加法效能的追求——減的是體格,減的是排放油耗;增的是效率,增的是功能參數(shù),而在應(yīng)對減法可能帶來的短板上,又增添了新解決方案,杜絕后顧之憂。
即便只是一臺發(fā)動機(jī),仍然滲透了這家東方車企的造車之道,正反兩極、對立統(tǒng)一,魚熊同得、兼收并蓄。
“縮小的心臟”,增速增效
汽車的心臟,發(fā)動機(jī)似乎被翻譯成“引擎”的時(shí)候,更帶有熱血澎湃的意味。
這條激越豪邁的道路,曾經(jīng)在歷史長河里高歌猛進(jìn),憑借加法贏得數(shù)以億計(jì)粉絲的情懷:那些超大排量以及8~16缸構(gòu)型的發(fā)動機(jī),用沛莫能當(dāng)?shù)膭恿蜎坝颗叵穆暲?,在史冊上留下一個(gè)又一個(gè)響亮的名字,足以在多年后仍令無數(shù)擁躉魂?duì)繅艨M。
然而,時(shí)代已經(jīng)完全不同,汽車產(chǎn)業(yè)在求新趨勢的驅(qū)動下,切入了一條減法路徑,至少外在形式以減法為主。君不見,小排量渦輪增壓發(fā)動機(jī)逐漸替代大排量自然吸氣發(fā)動機(jī),豪華車動力紛紛從六缸轉(zhuǎn)入四缸,連奔馳S級、寶馬7系這樣的D級車也相繼采用。
盡管,動力粉絲心目中的情懷一時(shí)還難以用減法方案替代,然而歷史的車轍都告訴我們,“減排提效”已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然方向?!叭蚺欧庞秃姆ㄒ?guī)收緊”的壓力只是產(chǎn)業(yè)角度的最初動因,當(dāng)“減法版”發(fā)動機(jī)在技術(shù)角度進(jìn)化至今,滿足“性能足夠滿足消費(fèi)者需求”的前提,有責(zé)任心的車企才會放手任其走上舞臺。
TNGA 1.5L Dynamic Force發(fā)動機(jī),便是在這樣的背景下登場,并將“減排增效”的加減融匯之道演繹到了極致。
與舊世代豐田動力譜系下的1.6L、1.8L自然吸氣發(fā)動機(jī)相比,TNGA 1.5L Dynamic Force發(fā)動機(jī)的排量體格明顯減小。動力參數(shù)上,新發(fā)動機(jī)雖然還沒有將一汽豐田和廣汽豐田版本的數(shù)據(jù)全部正式公開,但從提及廣豐新雷凌車型的消息以及海外版M15系列發(fā)動機(jī)的參數(shù)看,最大功率大約為121馬力,峰值扭矩148牛·米。這樣的性能參數(shù),和1ZR-FE 1.6L自吸發(fā)動機(jī)的122馬力/154?!っ紫啾?,在紙面上不占優(yōu)勢。
如果你以為這就使得新發(fā)動機(jī)性能滑坡,便恰恰錯(cuò)得離譜。我們追求的并不是參數(shù)本身,而是效果。功率何用?追求高速;低扭何用?加速起步。如果新發(fā)動機(jī)能夠達(dá)成更好的加速效果,紙面數(shù)據(jù)的高低就不再有意義。對TNGA 1.5L Dynamic Force發(fā)動機(jī)來說,加減法融匯之道,恰恰就是減排的同時(shí)增效增速,提供更好的提速效果和熱效率。
雙噴射、燃料直噴、集成式排氣岐管、多孔噴射器等技術(shù)都為提升動力、降低排放發(fā)揮了貢獻(xiàn),對豐田TNGA 1.5L Dynamic Force發(fā)動機(jī)來說,不但有以上常規(guī)技術(shù),還在起步性能方面通過創(chuàng)新起到了獨(dú)樹一幟的效果。
該發(fā)動機(jī)配備了高速燃燒組件,通過改變進(jìn)氣道形狀來改善滾流,將喉道滾動比從2.5~2.8提高到3.0,實(shí)現(xiàn)油耗和輸出優(yōu)化。該發(fā)動機(jī)性能超過了競品搭載的1.0T和1.5L發(fā)動機(jī),起步扭矩甚至高于同門8NR/9NR 1.2T發(fā)動機(jī),當(dāng)車輛處于市區(qū)堵車路起步或郊外超車工況下,將獲得更出色的動力操控性能。
從熱效率角度看,TNGA 1.5L Dynamic Force發(fā)動機(jī)實(shí)用熱效率已經(jīng)超過40%,不但超過了之前同門1.6L的38%,也比眼下諸多“超過40%”的發(fā)動機(jī)更具備現(xiàn)實(shí)價(jià)值——并非只是理想工況和特殊操作之下才獲得這個(gè)數(shù)字。
創(chuàng)新式加法打造靜謐空間
凝結(jié)在豐田最新TNGA 1.5L Dynamic發(fā)動機(jī)以及所配套車型身上的創(chuàng)新,除了將起步提速作為重點(diǎn),同樣也針對性地優(yōu)化了NVH性能。更重要的是,新發(fā)動機(jī)的優(yōu)化策略并不局限于自身,同時(shí)與變速箱、車身一同關(guān)聯(lián),取得體系式優(yōu)化效果。
豐田TNGA 1.5L Dynamic Force新發(fā)動機(jī)在配備平衡軸的同時(shí),還借助了阻尼和諧振器,這也是目前有“大文章可做”的策略,該發(fā)動機(jī)采用新諧振器優(yōu)化了發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)震動的衰減效果,液力變矩器內(nèi)設(shè)葉輪作為重量塊,追加彈簧,構(gòu)成動態(tài)阻尼,可降低特定轉(zhuǎn)速(頻率)的振動幅度。
如前所述,豐田從來都是從整體角度進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新。
同樣是改善NVH,同樣是動態(tài)阻尼技術(shù)方案,Direct Shift-CVT無級變速箱也是覆蓋范圍。液力變矩器中采用葉輪和彈簧作為動態(tài)阻尼,從測試和實(shí)際使用效果看,確保發(fā)動機(jī)和變速箱同時(shí)順暢旋轉(zhuǎn)。
變速箱之外,車身也在配合TNGA 1.5L Dynamic Force 發(fā)動機(jī)構(gòu)筑靜謐空間:在發(fā)動機(jī)底部擋板、整流罩、防火墻等處均設(shè)置吸音材料,減輕怠速抖動以確保室內(nèi)靜謐性。
技術(shù)進(jìn)化到如今,豐田最新TNGA 1.5L Dynamic Force發(fā)動機(jī)便是做出了最佳示范的樣本,在仿真中該發(fā)動機(jī)甚至達(dá)到了超越目標(biāo)的NVH效果。
這種關(guān)聯(lián)到變速箱乃至整車的“整體式優(yōu)化”Direct Shift-CVT無級變速箱的起步用齒輪也改善了起步工況效率。至于這臺發(fā)動機(jī),本身便具備“阿特金森循環(huán)”標(biāo)簽,節(jié)油減排效果自不待言。
毋庸諱言,在升功率和靜謐性等核心維度的進(jìn)步保障下,發(fā)動機(jī)減排提效受到越來越多汽車制造商的青睞和重視。從減法到加法的對立統(tǒng)一,到局部與整體的協(xié)同優(yōu)化,一向以東方文化和儒家哲學(xué)為圭臬的豐田,在碳排放要求日漸嚴(yán)苛、新四化轉(zhuǎn)型如火如荼的當(dāng)下,更是以積極穩(wěn)重的姿態(tài),順勢調(diào)整了Dynamic Force Engine發(fā)動機(jī)家族的前行方向。
當(dāng)然,發(fā)動機(jī)的變革及電動化技術(shù)的研發(fā),都是參與下一輪競爭最底層的基礎(chǔ),減排增效,也只是豐田面對下一輪競技適時(shí)而變的一面鏡子??缭娇v深,構(gòu)建體系,豐田立體式的發(fā)展策略也為新時(shí)代車企轉(zhuǎn)型提供了較為清晰的借鑒和示范。
文/北岸 卡曼
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