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40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析

40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析

  正如大家期待的那样,广汽丰田将在年底发布全新一代国产凯美瑞,这也是基于丰田TNGA架构下引入国内的首款车型。从之前的海外试驾体验来看,全新凯美瑞已突破了汽车界的“二律背反”难题,同时做到了操控与舒适、高动力与低油耗、低重心与大空间等方面的兼得。

  在车辆全面优化的各个范畴中,在发动机方面的改进最值得大家关注。全新凯美瑞搭载的2.5L直列四缸自然吸气发动机,已是目前汽油发动机领域的标杆之作,其最大热效率已经达到令人咋舌的40%,而且动力输出还比旧款2.5L发动机增长了不少。

  其实除了排量相近,全新的2.5L发动机跟旧款发动机之间并没有太多联系,为什么这么说呢?从表面数据看,就已发现新发动机的缸径、冲程、气门夹角、喷油方式均与旧款发动机大不相同,而当深入了解之后,更发现这款基于TNGA架构推出的新发动机,所带来的改变也是划时代的。

  丰田TNGA架构到底对这台发动机做了什么提升?不妨细细看个究竟。

更长的冲程,更大的扭矩
40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析

旧款发动机的缸径×冲程为90×98mm,而新发动机则是87.5×103.4mm,可以看到新发动机虽然缸径变小但行程变长,由此带来的变化更有利于低转速时的扭矩发挥。

进气阀气门夹角增大
40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析

旧款发动机的气门夹角约为31°,新发动机增大至41°,这样的改变配合下文提到的气缸盖形状变化等改进,可以有效地强化燃烧室内部湍流流速,达到高速燃烧的目的。

40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析

旧款发动机气门夹角为31°,进气道临近气缸的时候“拐”了个小弯,相当于进气口和进气门是与气缸呈垂直状态。新款发动机的进气道则是直线走向,这样带来的好处是不会牺牲空气流速,另外扩大了气缸的进气面积,有利于提高空气流量。

另外吸气口下边缘有个细节,旧款发动机是弧线边缘,新款发动机则做出了一个锐角。这样做的目的也是为了起到更好的“整流”效果,让吸进来的空气更听话——排好队,不要在气缸里面乱跑!

40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析

同时为了解决气门边缘与进气口之间配合的问题,丰田祭出了新的大招——采用激光熔覆技术制作的进气门座(图中粉色部位)。激光熔覆技术可是金属加工领域中的黑科技,其中复杂的原理就不说了,简单地总结一下,这种先进工艺能显著地改善金属表面的耐磨、耐热、抗氧化性能,从而满足新发动机的技术需求。

强化进气湍流
40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析

以上说的那些改进到底为了什么?最大目的就是为了强化进气湍流。从上图中可以看到,旧款发动机气缸里的空气流动效果不够好,而新款发动机改进了气门夹角后,以及配合一系列的细节优化,使进气的流量、流速均有提升,令空气流动效能明显增强。

多孔直喷喷油嘴
40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析

现在很多直喷发动机都采用多孔喷嘴技术了,丰田也不例外。这样做的好处是使汽油的雾化效果更好,再加上经整理的强化湍流,空气在气缸内快乐翻滚的同时,就能与汽油很好地混合在一起。

总结
40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析
全新2.5L自吸发动机的最大热效率达到了40%,同时它的最大功率也达到了151kW,最大扭矩为250Nm,这是真正意义上的“鱼和熊掌,可以兼得”。再配以同样基于TNGA架构的全新8AT自动变速箱,相信在全新一代凯美瑞上,这套动力总成的动力表现、快速响应能力以及燃油经济性,都将成为在同级中领先的标杆水平。

40%高热效率——丰田全新2.5L发动机浅析

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