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全面解析:新一代凱美瑞全新動(dòng)力系統(tǒng)到底行不行

  如果了解汽車(chē)歷史的話,多少都能了解豐田汽車(chē)在整個(gè)汽車(chē)領(lǐng)域的影響力。了解豐田汽車(chē)的話,也應(yīng)該會(huì)知道凱美瑞在豐田汽車(chē)體系中的重要性。

  作為豐田車(chē)系中全球銷(xiāo)量?jī)H次于卡羅拉,同時(shí)在北美為銷(xiāo)量第一的中級(jí)轎車(chē),每一次凱美瑞的換代都能牽動(dòng)著人們的心思。前些日子,一張第八代凱美瑞的預(yù)告圖被發(fā)布,緊接著在12月6日,好像為了迎接新凱美瑞登場(chǎng)一般,豐田又發(fā)布了一套全新的動(dòng)力系統(tǒng)。這次,豐田顯然奉獻(xiàn)的不是屈居平庸的“80分”作品。

  國(guó)內(nèi)關(guān)于新一代凱美瑞的猜測(cè)層出不絕,畢竟是中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)上銷(xiāo)量與口碑都相當(dāng)惹人注目的中級(jí)轎車(chē),其中討論最多的,莫過(guò)于外形與動(dòng)力系統(tǒng)。豐田汽車(chē)并沒(méi)有讓觀眾們等得太久,12月6日,豐田正式發(fā)布了一套應(yīng)用于新平臺(tái)TNGA(Toyota New Global Architecture)的動(dòng)力系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)排量依然是大家熟悉的2.5L,變速箱有些許不同——多了兩個(gè)檔位,對(duì),橫置8AT也來(lái)了。
  新一代2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)

  首先畫(huà)一下重點(diǎn):新一代2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)是——更高燃效、更高的性能、更快速的反應(yīng)時(shí)間,新一代發(fā)動(dòng)機(jī)分為兩個(gè)版本,一款汽油機(jī)使用,一款則是混動(dòng)機(jī)使用。前者功率扭矩稍大,后者熱效率更高。

  新型直列四缸2.5L直噴發(fā)動(dòng)機(jī)被稱(chēng)之為“Dynamic Force Engine”。是基于TNGA平臺(tái)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī),在進(jìn)一步挖掘出發(fā)動(dòng)機(jī)效率的同時(shí),實(shí)現(xiàn)行駛性能與環(huán)境性能的兩個(gè)方向的進(jìn)化。因此,豐田汽車(chē)在這顆發(fā)動(dòng)機(jī)上使用了多種新技術(shù),例如全球首創(chuàng)的高速燃燒技術(shù)、可變控制系統(tǒng)等。通過(guò)在排氣、冷卻、機(jī)械工作等各種各樣的能源效率損失的區(qū)域進(jìn)行改良,最終達(dá)成了2.5L純汽油機(jī)熱效率高達(dá)40%,2.5L混動(dòng)用發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率41%的超高水平。

  所謂專(zhuān)門(mén)為T(mén)NGA平臺(tái)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的作品,就是通過(guò)一系列固定系數(shù)的設(shè)置,將發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件與特征進(jìn)行平臺(tái)化。例如確定流量系數(shù),在減少燃料吸入量的同時(shí),加快燃料的燃燒速度,為達(dá)成這樣吸氣效率,Dynamic Force Engine將進(jìn)排氣閥門(mén)的夾角擴(kuò)大至41°;缸徑?jīng)_程比1:2等手段確定最適合的燃燒室,確立為模塊化設(shè)計(jì),將其應(yīng)用于更小排量/更大排量的機(jī)型上。

  也就是說(shuō),以后我們有可能在威馳1.5L上見(jiàn)到Dynamic Force Engine的影子。發(fā)動(dòng)機(jī)模塊化的好處就是更高的熱效率、高燃效領(lǐng)域擴(kuò)大、扭矩增加、更好的響應(yīng)能力等。而以新2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)為例,其最大熱效率區(qū)間在2500轉(zhuǎn)左右,正是高速行駛時(shí),定速100km/h的常用轉(zhuǎn)速區(qū)間。
  新一代2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)
  目前,豐田普通車(chē)型搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)序列一共有三種:NR系,ZR系,AR系。應(yīng)用TNGA系專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)后,發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)將得到大大縮減,豐田也預(yù)計(jì)將縮減現(xiàn)行發(fā)動(dòng)機(jī)40%的數(shù)量。其手段主要是確定氣缸容積,并自由搭配X個(gè)氣缸數(shù)量。

  這與寶馬的1.5T/2.0T/3.0T模塊化異曲同工,不過(guò),豐田由于有極為龐大的產(chǎn)品線,因此發(fā)動(dòng)機(jī)的搭配種類(lèi)要多出很多。這樣做的最大好處就是加工治具得以共通,生產(chǎn)成本得以降低。豐田在世界各地都有發(fā)動(dòng)機(jī)工廠,這算下來(lái)可不是一筆小錢(qián)。而據(jù)豐田計(jì)劃,將把TNGA發(fā)動(dòng)機(jī)在2021年普及到全車(chē)系60%的車(chē)型上,最快可開(kāi)發(fā)19款機(jī)型,搭載于37款車(chē)型上。

  不過(guò),熱效率刷爆世界紀(jì)錄顯然并不單單依靠這些手段,還有D4-S等技術(shù)的采用。

  D-4S雙噴射系統(tǒng),是豐田獨(dú)創(chuàng)的一種采用缸內(nèi)直噴/歧管?chē)娚?混合噴射三種方式供油噴射的簡(jiǎn)稱(chēng)。其最大的特點(diǎn)是能可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載來(lái)判斷該使用哪種噴油方式,遙想當(dāng)年現(xiàn)款豐田凱美瑞大中期改款時(shí),推出了一臺(tái)6AR-FSE發(fā)動(dòng)機(jī),排量是2.0L,在D4-S雙噴射系統(tǒng)等技術(shù)的加持下,爆發(fā)出167的最大馬力,令184馬力的高配的2.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)地自容。因此豐田想要讓2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)重拾輝煌,提升動(dòng)力就成了當(dāng)務(wù)之急,最行之有效的方法就是把D4-S裝到新2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)上。

  采用D-4S技術(shù)的豐田發(fā)動(dòng)機(jī)

  新2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)可在6600轉(zhuǎn)時(shí)輸出150kw(203ps);在4800轉(zhuǎn)時(shí)可輸出250牛?米。與現(xiàn)款凱美瑞的2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)相比,馬力提升了19匹,扭矩提升了15牛?米,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地將2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)甩在背后?;靹?dòng)用2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)可輸出176馬力以及220牛?米,輸出同樣比現(xiàn)款2.5混動(dòng)機(jī)要大。據(jù)豐田介紹,搭載2.5L汽油機(jī)的車(chē)型加速時(shí)間縮短了12%,搭載混動(dòng)機(jī)的車(chē)型,加速性能縮短了10%。

  除了剛剛提到的D-4S雙噴射系統(tǒng)以外,新2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)還有諸多令人矚目的技術(shù)應(yīng)用。

  例如未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)的方向之一:阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)使用的是長(zhǎng)沖程設(shè)定,熱效率高但是動(dòng)力輸出并不理想,因此一般使用在混合動(dòng)力機(jī)上面。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,阿特金森循環(huán)技術(shù)在普通汽油機(jī)也能搭載,例如新奧迪A4L的EA888 Gen 3B就使用了阿特金森循環(huán)技術(shù)。豐田新2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)也不例外,并加以13:1高的壓縮比,使得這顆發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率達(dá)到了驚人的40%。這在目前量產(chǎn)的汽油機(jī)當(dāng)中是熱效率最高的,沒(méi)有之一。

  VVT-iE,這套系統(tǒng)是一套馬達(dá)驅(qū)動(dòng)可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng),進(jìn)氣一側(cè)為馬達(dá)驅(qū)動(dòng),排氣一側(cè)為機(jī)油壓力驅(qū)動(dòng)。此前,VVT-iE技術(shù)是豐田V8發(fā)動(dòng)機(jī)的專(zhuān)屬。下放到凱美瑞這個(gè)級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)使用,想必還是因?yàn)榕欧排c油耗壓力。

  連續(xù)可變排量機(jī)油泵,則根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的駕駛狀態(tài)來(lái)控制機(jī)油的排出量,降低發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦力。由于在車(chē)速與壓力不同的狀態(tài)下,需要的機(jī)油量也是不同的,新2.5L采用連續(xù)可調(diào)變排量機(jī)油泵,避免了傳統(tǒng)定排量齒輪機(jī)油泵在高轉(zhuǎn)速下的泵油損耗,達(dá)到降低油耗與排放的目的。除了以上諸多技術(shù)應(yīng)用,還有凹R型小凸輪軸、輕量化活塞、改善活塞表面、低摩擦鏈條、低粘度機(jī)油等技術(shù)也有應(yīng)用。其目的都是明確指向我們開(kāi)頭所說(shuō)新2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)三個(gè)的開(kāi)發(fā)方向:更高燃效、更高的性能、更快速的反應(yīng)時(shí)間。

  此外,更為值得一提的是Direct Shift 8AT——世界首款普通品牌FF車(chē)用橫置8AT。

  Direct Shift-8AT變速箱

  新2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)配上一款8AT,然后放在凱美瑞上面,咋一看有點(diǎn)嚇人。其實(shí)這款8AT并不算陌生,早先在上一代美國(guó)規(guī)格雷克薩斯RX350 F-Sport的3.5V6發(fā)動(dòng)機(jī)搭配的就是橫置8AT,但并不確認(rèn)是否和這顆新8AT是否為同一產(chǎn)品。可以確定的是,橫置8AT應(yīng)用到普通品牌凱美瑞這個(gè)檔次,確屬首次。

  這顆8AT相比6AT有著諸多的技術(shù)改進(jìn),更高的效率、更快的反應(yīng)能力、更高的燃效自不用說(shuō),令人印象最深的是這顆8AT居然比現(xiàn)款U760E型6AT還要短上5mm,這也為搭載于凱美瑞這種車(chē)型提供了先決條件。

  而新THS-II,則同樣是模塊化的一環(huán)。

  豐田將繼續(xù)在凱美瑞車(chē)型上應(yīng)用混動(dòng)系統(tǒng),這點(diǎn)倒并不令人意外。不過(guò)這次豐田還是改進(jìn)了不少,首先混合動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)造發(fā)生了變化,參考了新一代豐田普銳斯將一號(hào)電機(jī)(MG1)與二號(hào)電機(jī)(MG2)分到兩條軸擺放,形成一個(gè)平行軸的狀態(tài),長(zhǎng)度得以縮減30mm,但是高度明顯增加。輔以熱效率41%的2.5L混動(dòng)專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī),日本JC08油耗有20%的降低——以現(xiàn)款凱美瑞混動(dòng)的日本JC08油耗百公里4.3升來(lái)計(jì),可以算出新一代凱美瑞混動(dòng)版的油耗表現(xiàn)應(yīng)該在百公里3.87升左右。

  而得益于更高輸出的混動(dòng)用發(fā)動(dòng)機(jī),以及可輸出120馬力以及202牛?米的同步交流電機(jī),這套新混動(dòng)系統(tǒng)在時(shí)速40—70公里的加速時(shí)間還有10%的縮減。其他的改建還有PCU有10%的小型化、20%的輕量化;鋰電池組也有11%的小型化。

  鋰電池組

  值得一提的是,新一代凱美瑞的插電混動(dòng)車(chē)型也會(huì)出現(xiàn),最大的區(qū)別在更大的鎳氫電池組,總電壓244.8V,容量6.5Ah,電池?cái)?shù)量為204個(gè)。正好與平行軸電機(jī)相輔——改為平行軸電機(jī)的其中一個(gè)作用,就是更高的電動(dòng)行駛速度,比如新一代普銳斯PHEV電動(dòng)模式的最高時(shí)速就可以達(dá)到135公里。

  駕仕結(jié)語(yǔ):

  首先,這顆發(fā)動(dòng)機(jī)意味著什么?

  在小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)?shù)赖慕袢?,想要一顆有一定技術(shù)含量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)越來(lái)越難得。特別是凱美瑞這個(gè)級(jí)別,新2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生會(huì)不會(huì)讓你覺(jué)得自然吸氣崛起了呢?

  駕仕派并不這樣認(rèn)為,換句話說(shuō),花這么大篇幅所描寫(xiě)的2.5L發(fā)動(dòng)機(jī),所搭載的技術(shù)在2.5L混動(dòng)機(jī)上全部都有采用,這意味著什么?駕仕派認(rèn)為:2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)依然還是電氣化的一個(gè)過(guò)渡產(chǎn)品,新2.5L混合動(dòng)力系統(tǒng),依然沒(méi)有把成本降低到2.5L汽油機(jī)的水平。

  對(duì)于豐田來(lái)說(shuō),極為暢銷(xiāo)的混動(dòng)車(chē)使得豐田汽車(chē)并沒(méi)有什么碳排放、油耗之類(lèi)的壓力,不用像福某汽車(chē)那樣死命強(qiáng)推小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)(該車(chē)企前幾天推出了可以閉一缸的1.0T三缸機(jī),你敢信?)。在次時(shí)代的動(dòng)力系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)中,混動(dòng)機(jī)與渦輪機(jī),無(wú)疑將成為時(shí)代舞臺(tái)上的主角,對(duì)于混動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),想跟渦輪機(jī)競(jìng)爭(zhēng),如何降低成本就是重中之重,駕仕派恰恰認(rèn)為,這顆TNGA首款發(fā)動(dòng)機(jī)的意義就在于此——模塊化,這是降低成本的利器。

  所以,有些吃瓜群眾會(huì)詫異,2.5L這個(gè)排量,在中國(guó)不如2.0L好賣(mài)、在日本不如2.5混動(dòng)好賣(mài),只有在美國(guó)還有些銷(xiāo)量,為何要花這么大心思來(lái)打造呢?因?yàn)檫@是豐田電氣化戰(zhàn)略極為重要的一環(huán),豐田計(jì)劃將在2050年完全停產(chǎn)純汽油機(jī)車(chē)型,那么,如何推進(jìn)電氣化就是最優(yōu)先事項(xiàng)。

  不過(guò),我們這些吃瓜群眾不用想那么多,只需要知道2.5L+8AT這種組合遲早會(huì)消失在歷史潮流中就行了。且買(mǎi)且珍惜。

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