豐田新型直列4缸2.5L汽油機(jī)

各個(gè)國(guó)家都越來越重視汽車使用對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，因而汽車制造商都在進(jìn)行降低汽油機(jī)燃油消耗技術(shù)的開發(fā)，依此降低汽油機(jī)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(tuán)開發(fā)了排量2.5L的直列4缸新型汽油機(jī)，通過對(duì)該汽油機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了較高的熱效率。

在開發(fā)該汽油機(jī)時(shí)，首先利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）軟件，對(duì)汽油機(jī)結(jié)構(gòu)尤其是氣缸體和氣缸蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了CFD分析，然后根據(jù)分析結(jié)果對(duì)行程缸徑比和氣門布局進(jìn)行優(yōu)化，增加缸內(nèi)燃燒速度。同時(shí)，采用激光熔焊連接技術(shù)，對(duì)進(jìn)排氣門座進(jìn)行焊接，增大汽油機(jī)流量系數(shù)和進(jìn)氣道滾流比，改善汽油機(jī)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(jī)常用的奧托循環(huán)改為阿特金森循環(huán)，并采用電動(dòng)可變氣門正時(shí)（VVT）技術(shù)，改善汽油機(jī)進(jìn)氣效率。

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

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

Masashi hakariya et al. SAE2017-01-1021.

編譯：王祥