一文看尽丰田国内小排量发动机
知乎ID:王晓鹏 知乎ID:王晓鹏


坊间都笑谈丰田是永不磨损的,大家用中庸来形容丰田产品的特性和质量。那么作为整车最重要的一个部件,丰田在国内投产的小排量发动机又有何过人之处呢?

丰田在国内投产的小排量发动机只有一款,就是1.2T 直列四缸这款,这款发动机代号是8NR-FTS, NR是丰田小排量发动机的家族代号,国内代号是9NR-FTS,国内改进了燃油适应性,使用92号汽油。 大体参数如下


基本参数 基本参数


92号汽油,双喷射,双循环,运转平稳细腻 92号汽油,双喷射,双循环,运转平稳细腻




相对于1.5T 做三缸的某些品牌,丰田把一个更小的排量做了更常规的缸数,四个气缸,所以单缸排量只有0.3L,对于发动机来说,运动速度最快就是活塞和连杆,更小的活塞尺寸意味着更轻的惯性质量,所以发动机运转带来的天然不平衡也会好解决很多。

内容概要

丰田在华唯一小排量涡轮增压发动机,奥托阿特金森双循环,智能停缸启停策略,热效率36.2%,省油高效,低扭优秀但高转发力,被动式缸盖缸体热管理,引擎运转质感不错,十分居家的买菜车引擎。

唯一搭载在卡罗拉和雷凌两台车上 唯一搭载在卡罗拉和雷凌两台车上


这台8NR-FTS发动机是目前丰田汽车销售的主力。现在已经逐步替代了1.6自然吸气的1ZR-FE发动机。目前主要搭载在广汽丰田雷凌和一汽丰田卡罗拉上面。

一汽丰田卡罗拉 一汽丰田卡罗拉


广汽丰田雷凌 广汽丰田雷凌


作为一个保守的日企,这款丰田小排量发动机又装备了哪些值得一说的新科技呢?

首先是直喷,共轨喷射压力240bar,目前市场上算是主流水平,喷油嘴侧置,提升混合气的了滚流比。而且喷油嘴可以在一次压缩循环中多次喷射,充分的提升燃油雾化率,同时实现稀薄燃烧,也有助于做功冲程的快速燃烧。

高燃烧速度 高燃烧速度


多次喷射 多次喷射

活塞直径比活塞冲程接近1:1,明显是为了更高得燃烧速度而考虑

比较有竞争力的一个卖点就是进气侧采用VVT-iW (intelligence wide),宽域相位可调的进气侧气门正时,它最宽能达到相位角变化75-80°,而作为对比,一般的可变正时系统,最宽相位变化角度只有50°附近。

VVT-iW和VVT-i的配和 VVT-iW和VVT-i的配和


1.2T发动机上进气VVT-IW加上排气的VVT-i可以组合实现三个好处。

第一:就是让每次启动都更轻松和可靠。

第二:就是在部分负荷的时候,通过晚关进气门可以让发动机进入阿特金森循环,减少泵气损失和提升燃油效率。

第三:就是在中高负荷下,利用排气惯性提升换气效率,提升功率。

靠气门控制的双工作循环 靠气门控制的双工作循环

因为有VVT-iW的引入,可以见到发动机处于奥托工作循环下,进气门在压缩冲程开始就关闭掉,而处于阿特金森循环下,进气门在活塞转过下止点的时候开始往上走的时候,进气门依然处于打开的状态,这样可以减少泵气损失。这个与马自达的skyactive是一样的设计思路,而且8NR-FTS 是目前国内小排量增压发动机里面(1.6L以下)唯一具有双循环发动机的。

启停策划,怕不是师从马自达? 启停策划,怕不是师从马自达?

同时,这台机器还有智能停机策略,可在发动机停机的时候,让某一个缸停在压缩行程的一半。这样在下次启动的时候,车子就可以又快又顺畅的启动起来,这样一来又跟马自达的I-STOP有同工之妙。不得不说,马自达被丰田控股之后,双方交流了不少技术。

8NR-FTS让活塞与曲轴中心线偏置距离是8mm,既是为了改善发动机二阶震动的不平衡,也是为了提升质感

 

被动的双循环热管理 被动的双循环热管理


为了提高热效率,需要对缸头和缸体分别进行热管理,但是考虑到成本,丰田并没有使用复杂的热管理技术,而是运用了被动的材料,water jacket放在缸体水道中,材料会根据温度膨胀收缩,来改变管道的沿程阻力,实现缸体缸盖的两种温控管理。

整机外观 整机外观


这台机器采用与EA211一样的,水冷式中冷器,最大的优点就是整体尺寸很小,方便总布置,而且进气管道更短,气体运动的惯性也更小,能改善涡轮发动机的响应性。搭配了低惯性涡轮,这台机器真实驾驶起来不太能感受到涡轮迟滞的感受。

相对于1.8Na而言,更多提升了低转速扭矩 相对于1.8Na而言,更多提升了低转速扭矩


外特性 外特性


相对于之前1.6L/1.8L自然吸气引擎,它出力更早,在1500转可以爆发全部的扭矩,同时扭矩平台高达2500转,但是很可惜,毕竟是买菜车引擎,torque-end 末端扭矩跌的比较厉害。

不同于1.2T的起步特性,更加线性自然 不同于1.2T的起步特性,更加线性自然


而搭配的爱信的CVT,相对于大众1.2T 7DCT组合在起步的柔顺性上有突出的优势,作为一台买菜车,它实在太适合。

小熊的客户油耗非常好看,1.2T相对于之前的1.8Na来说提升 小熊的客户油耗非常好看,1.2T相对于之前的1.8Na来说提升


从小熊油耗上,可以见到,换装新的1.2T之后,卡罗拉油耗下降接近10%,而且动力也更好。足以证明8NR-FTS的高效率,它对外标称的最高热效率是36.2%,这个指标足以跻身是世界上最优秀的小排量涡轮增压发动机之一

从国外网站可以看到,8NR-FTS并没有很大的问题,为了排放和油耗,这台机器设计比较大的EGR利用率,所以EGR阀容易堵塞,需要到3-4万公里的时候清理一下


作者实车点评

 

这台增压发动机,笔者曾深度感受过,最为惊讶的是它显示的质感。对,没错,发动机的质感,它运转起来非常平稳安静,即便是全油门情况下,它的噪声震动控制的也非常优秀,发动机转速上升和坠落的带来动力总成的晃动量很小,可谓一台非常细腻的小涡轮增压引擎。虽然增压,但是用起来完全没有增压引擎的感觉,跟自然吸气引擎一样柔顺平和,同时启停抖动控制的也相当的得体,启动也很迅速,搭载在卡罗拉和雷凌之上,整机和整车还是表现出一如既往的丰田中庸之道,让人挑不出明显的问题。




 





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