豐田新型直列4缸2.5L汽油機

各個國家都越來越重視汽車使用對環(huán)境產(chǎn)生的影響，因而汽車制造商都在進行降低汽油機燃油消耗技術(shù)的開發(fā)，依此降低汽油機排放，使其滿足不斷嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。為此，日本豐田汽車集團開發(fā)了排量2.5L的直列4缸新型汽油機，通過對該汽油機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和采用各種優(yōu)化技術(shù)，在保證所需功率性能的前提下，實現(xiàn)了較高的熱效率。

在開發(fā)該汽油機時，首先利用計算流體動力學(xué)（CFD）軟件，對汽油機結(jié)構(gòu)尤其是氣缸體和氣缸蓋結(jié)構(gòu)進行了CFD分析，然后根據(jù)分析結(jié)果對行程缸徑比和氣門布局進行優(yōu)化，增加缸內(nèi)燃燒速度。同時，采用激光熔焊連接技術(shù)，對進排氣門座進行焊接，增大汽油機流量系數(shù)和進氣道滾流比，改善汽油機缸內(nèi)燃油和空氣的混合過程，結(jié)合多孔直噴式噴油器，使缸內(nèi)形成更均質(zhì)的可燃混合氣。此外，將汽油機常用的奧托循環(huán)改為阿特金森循環(huán)，并采用電動可變氣門正時（VVT）技術(shù)，改善汽油機進氣效率。

為了減少汽油機冷起動過程產(chǎn)生的排放，采用具有電動水泵和流量關(guān)閉閥（FSV）的可變冷卻系統(tǒng)，通過控制電動水泵和FSV，優(yōu)化汽油機在各種行駛工況下的最優(yōu)冷卻水溫，以減少汽油機預(yù)熱時間和機械損失。

最終開發(fā)的汽油機在自然吸氣條件下，熱效率能夠超過40%，輸出功率達到150kW，結(jié)合一套8速自動變速器，使汽油機燃油消耗減少了16%。

Masashi hakariya et al. SAE2017-01-1021.

編譯：王祥