眠不休的阅读笔记:丰田2.0升M20A和2.5升A25A发动机牛在哪儿?

「Dynamic Force Engine 2.5L」的 A25A 系列直列 4 缸引擎包括两款:A25A-FKS和 A25B-FXS。

A25A系列发动机热效率由5AR-FE发动机的35%提升至40%,最大马力提升了21马力,达到205马力,最大扭矩提升了15牛·米,达到250牛·米。

丰田采用了以下技术达到上述效果:

冷却系统采用了水套垫片,对冷却液起到导流作用,能够在高负载工况时降低排气门附近的温度,降低爆震发生的几率。

在避免排气干涉的前提下缩短了4-2-1排气系统的管路长度,让发动机排气口更接近三元催化器;同时通过采用升温更快的三元催化器来满足暖机工况的排放指标。

过去凸轮轴上的凸轮呈外凸A字型,现在丰田把一侧设计成凹面呈R字型,加快了气门关闭时间。效率更高,浪费水更少。

用激光熔覆技术打造的气门座,耐磨性能通常可以提升20倍左右。

丰田Dynamic Force Engine 2.5L发动机虽是汽油机,但传统动力40%和混合动力41%的热效率已经达到了柴油机的极限。

下面是重点(敲黑板

发动机热效率从34%提升到38.5%,主要依托冷却废气再循环技术(Cooled EGR)。

这台引擎高度电子化的冷却废气再循环系统主要采用以下技术

1. VVT-iE

控制进气阀晚关灵活进入阿特金森循环,这一技术早先用在雷克萨斯LS600h的发动机上。

2. 电子水泵

3. 电子节温器

4. 可变流量机油泵

5. 大流量的冷却废气再循环Cooled EGR系统。它让燃烧完的废气再次进入气缸,借助汽缸盖那里的冷却水对废气降温,然后再经过电子控制EGR阀门注入进气管。因为废气中已经没有了氧气,所以和正常空气混合后就稀释了氧浓度,但进气量没有减少,即保证了足够膨胀压力,在发动机中等转速的时候可以降低油耗。

让发动机效率推至40%以上的技术则是快速燃烧技术Fast Combustion。

快速燃烧技术的核心是通过如下技术提高油气混合气的紊流程度(Tumble Rate)。

1. 长冲程Long Stroke在高冲程缸径比(Stroke/Bore Ratio)1.2的前提下,使用更长的冲程

2. 更直的进气道

3. 更宽的进气阀与排气阀夹角

4. 进排气阀门激光表面处理密封技术

5. D-4S双喷射系统与新一代多孔喷射器的结合,获得更好的燃油雾化效果。

「Dynamic Force Engine 2.0L」的 M20A 系列直列 4 缸引擎包括两款: M20A-FKS 和 M20A-FXS 。M20A 系列引擎还有一个衍生版,1.5L 的 M15A 系列引擎。

M20A 系列除了沿用了A25A的技术,还首次采用了激光侧裙活塞技术,通过镜面抛光加工和树脂涂层降低了摩擦损失。

同时,通过使用激光雕刻的「X」状沟槽改善了润滑油油膜的保持能力。

使用了同时确保强滚流(有利于燃费)和进气流量(有利于高出力化)的进气口设计。

为实现高响应性,采用了:VVT-iE、小凹曲线凸轮轴、小型 HLA(油压间隙调节器)、高强度连杆、高应答进气量控制等方面技术;为实现低排放水平,采用了:多点式燃料喷射、内藏 EGR 冷却器缸头、活塞润滑油喷注控制系统等方面技术。

M20A 系列引擎主要规格:

排气量:1,986cc

内径 × 行程:80.5mm × 97.6mm

压缩比:13:1(M20A-FKS 型) 或 14:1(M20A-FXS 型)

燃料喷射方式:D-4S(歧管喷射 + 缸内直接喷射)

最高出力:171ps/6,600rpm(M20A-FKS 型) 或 146ps/6,000rpm(M20A-FXS 型)

最大扭矩:205N · m/4,800rpm(M20A-FKS 型) 或 180N · m/4,400rpm(M20A-FXS 型)

两款发动机搭载车型

A25A-FKS搭载于传统燃油车型,而A25B-FXS则搭载于混动车型。目前采用以上发动机的是八代凯美瑞。

m20a系列搭载于新卡罗拉,CHR,以TNGA-K平台生产的新雷克萨斯ES。

ES260为专攻亚洲市场的自然吸气车型。其动力总成将采用A25A-FKS型引擎搭配 U881E型8AT变速箱,最大马力/扭力分别为 205ps / 250Nm,在中国市场称为“ES260”。

ES300h采用与凯美瑞Hybrid日版相同的2.5L A25A-FXS型引擎,搭配THS-II混合动力系统,马力达到211ps,北美市场将搭载3.5L 2GR-FKS型引擎,搭配丰田与爱信共同开发的UA80E型8速手自排变速箱,最大马力/扭力分别为305ps/360Nm。

老款入门级别的ES200将维持6AR- FSE型2.0L直列4缸引擎,待产能提升之后改用2.0 M20A-FKS型直四引擎搭配新型Direct-Shift CVT无级变速系统。

丰田此次的革新

主要是大幅提升了燃油经济性,其他的诸如动力性能,响应速度和可靠性的提升都是副产品。

节能减排是各主机厂死磕的命题,决定了车企未来的地位。大部分厂家都以疯狂压缩排量作为主要节能手段,1.5升不够,再往下1.0升,三缸,再闭缸…燃效有提升,但维持可靠性的难度也在增加。与此同时,丰田即使是用2.0甚至2.5排量发动机也依然能够达到更高的燃油经济性。

未来竞争激烈的碳排放赛道,日本靠着丰田这家闷骚的企业已经领先世界一个身位。