豐田新型直列4缸1.8LESTEC2ZR-FXE汽油機(jī)

豐田針對(duì)第四代普銳斯開發(fā)了一種新型汽油機(jī)，該汽油機(jī)基于第三代普銳斯使用的2ZR-FXE汽油機(jī)，結(jié)合高熱效率燃燒（ESTEC）技術(shù)對(duì)2ZR-FXE汽油機(jī)進(jìn)行改造，由此得到具有更高熱效率的 ESTEC2ZR-FXE汽油機(jī)，也成為了世界上第一款熱效率超過40%的汽油機(jī)。

ESTEC2ZR-FXE汽油機(jī)與2ZR-FXE汽油機(jī)具有相同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，不同之處在于其采用了新型燃燒優(yōu)化技術(shù)和先進(jìn)的熱管理技術(shù)。新型燃燒優(yōu)化技術(shù)主要是對(duì)廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)的改造，EGR在改善汽油機(jī)燃燒效率的同時(shí)，汽油機(jī)產(chǎn)生的爆震現(xiàn)象會(huì)限制 EGR率的取值。而ESTEC2ZR-FXE汽油機(jī)可以通過提高進(jìn)氣道滾流比，改善缸內(nèi)湍流，實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)缸內(nèi)高速燃燒，降低EGR率限制。而在提高進(jìn)氣道滾流比時(shí)，通過對(duì)進(jìn)氣歧管進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析，并對(duì)活塞頂部表面進(jìn)行平整化處理來實(shí)現(xiàn)。由此，使汽油機(jī)缸內(nèi)持續(xù)燃燒時(shí)間大大降低，EGR率由原本的15%增加至25%。采用的先進(jìn)熱管理技術(shù)主要是設(shè)計(jì)了雙回路冷卻系統(tǒng)，一個(gè)回路用于汽油機(jī)本身，另一個(gè)回路用于廢氣余熱再回收和車內(nèi)空調(diào)暖風(fēng)流通。由冷卻系統(tǒng)中的一個(gè)節(jié)流閥門控制冷卻回路的選擇。在冷起動(dòng)時(shí)，該冷卻系統(tǒng)能夠限制汽油機(jī)本身冷卻回路中冷卻液的流動(dòng)，加快起動(dòng)過程，降低預(yù)熱損失。此外，采用冷卻水套對(duì)汽油機(jī)缸體進(jìn)行冷卻，并在每個(gè)氣缸的中下部包裹了一層EXPAD發(fā)泡橡膠，從而在保證汽油機(jī)缸體具有足夠冷卻性能的前提下，降低爆震發(fā)生的可能性。包括上述優(yōu)化技術(shù)在內(nèi)，ESTEC2ZR-FXE汽油機(jī)采用了50多種先進(jìn)的燃燒優(yōu)化技術(shù)，這些技術(shù)共同作用使 ESTEC 2ZR-FXE汽油機(jī)的最大熱效率超過了40%。

ShinjiMatsuo etal.SAE 2016-01-0684.

編譯：李臣