丰田发动机型号大全(丰田全系列发动机)

作为直接决定燃油车动力的部件,一台好的发动机甚至可以为整个品牌带来巨大的销量和利润。例如大众的EA888和通用的2.0T可变缸发动机,就为旗下诸多车型赋予了动力强劲的卖点。可反观日系品牌,目前在中国除了一些小排量涡轮机外,大多都是以省油为取向的自然吸气发动机。可实际上,这些日系品牌在海外是有很多高性能涡轮机在售的!如果这些发动机能引入国内,那无疑就是一场车迷的盛宴了!下面我们就来聊聊那些应该引入国内的日系高性能发动机!

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作为日系品牌中将运动精神深入骨髓的品牌,你在每一款马自达车型上都可以找到3个共同点,那就是优异的转向手感、出色的行驶品质以及一流的动力响应。然而这个标榜驾驶乐趣的品牌,目前在国内却没有一款能让人开到血脉喷张的车。2.0L的昂克赛拉百公里加速接近10秒,2.5L的CX-5阿特兹百公里加速也在8秒开外,可以说马自达的动力,已经拖累了他们出众的底盘。但了解马自达的朋友应该知道,海外市场的昂克赛拉、CX-5、阿特兹早已成为了同级别的马力王,这是因为马自达为他们配备了一台“神机”,那就是马自达创驰蓝天系列的SkyActiv-G 2.5T发动机。

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早在2016年,马自达就发布了这台2.5T四缸发动机,最大功率253马力,峰值扭矩432牛·米。虽然功率上并不亮眼,但超过400牛·米的扭矩甚至可以媲美4.0L V8自吸发动机了!换装2.5T发动机后,阿特兹百公里加速从2.5L的8秒出头,缩短至6.2秒!CX-5百公里加速从2.5L车型的8.3秒,缩短至6.1秒!昂克赛拉百公里加速更是从2.0L的9.4秒,缩短至了5.6秒!一台2.5T发动机,直接让马自达旗下的主打车型全部迈入了性能车行列。除了动力强劲外,这台2.5T的涡轮迟滞也很低,同时油耗也十分优秀,在某些转速下的节油性能甚至超过了自家的2.5L自吸。并且随着这台发动机的面世,也证明了马自达造增压发动机依然可以做到行业一流的水平。

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VTG可变截面涡轮

那这台发动机的“一流”究竟体现在哪里呢?想必各位车迷都听说过保时捷的VTG可变截面涡轮,它通过调节涡轮截面角度的变化,使涡轮在高/低转速下都能具备良好的增压性能和响应速度。可除了保时捷以外,就很少有普通家用车使用VTG技术了,这是因为汽油发动机排气温度高达1000℃,VTG为了承受住超高的温度,就必须要采用昂贵的耐高温材料,这无疑会大幅增加发动机的制造成本。

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2.5T螺旋状可变流量涡轮

于是马自达2.5T另辟蹊径,通过一种名为“螺旋状可变流量涡轮”的技术方案实现了相同的效果。如上图所示,马自达的可变流量涡轮进气管道被隔成了一粗一窄两条管路,并且其中较粗的管路还增加了一个可变气门(上图黄圈)。在发动机转速低于1650rpm时,涡轮的可变气门(上图黄圈)关闭,相当于排气只能通过较窄的管路去吹动涡轮。那根据流体力学定律,气体流量不变的情况下,管径越小,压力越大,所以涡轮便可以在低转速时被吹到更高的转速,从而为进气端提供更高的增压值。与包括双涡管形式在内的单涡轮方案相比,马自达可变流量涡轮的低转扭矩可以提高20-25%,在1250rpm就可以输出350牛·米的扭矩,具备了媲美大排量自吸的动力响应!

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随着转速超过1650rpm,发动机排出的废气量增加,这个可变气门便会开启,为更多废气流入涡轮提供通道,来保证发动机在高转速下依旧可以稳定的输出动力。由于高、低转速都得到了兼顾,所以马自达的2.5T便同时具备了自吸发动机的平顺和响应,以及涡轮增压发动机的高动力、高扭矩。看到这可能就会有朋友担心了,这台2.5T发动机动力这么强,那会不会很费油呢?其实相较于性能方面比2.5L自吸发动机的提升,这台2.5T油耗的增加并不多。

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经过美国EPA油耗实测,在阿特兹上,2.5T版的油耗为9L/100km,而2.5L版的油耗为8.1L/100km;而在CX-5上,2.5T版的油耗为9.8L/100km,2.5L版的油耗为9L/100km。可以看出,这台2.5T在功率比2.5L自吸提升了25%、扭矩提升了70%的情况下,综合油耗仅仅增加了10%,这笔买卖难道还不划算吗?

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价格方面,美国市场2.5T阿特兹比2.5L自吸版本贵了3100美元左右,也就是接近2万块人民币。说实话,如果能让国内的2.5L阿特兹用户加2万块升级2.5T,相信大家一定是非常愿意的!更何况2.5T还能拔高整个品牌的定位,马自达以后准备走豪华品牌路线,那肯定少不了一台能撑住台面的大马力发动机!更重要的是,如果马自达这台2.5T引入国内的话,马自达一下子就会变成日系性能车标杆,从此往后就再也不会有人说马自达“光吼不走”了!

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提到斯巴鲁,大家首先想到的一定是水平对置发动机以及出色的四驱系统,然后理所当然地认为斯巴鲁的车型都非常运动。可实际上,斯巴鲁就像马自达一样,虽然底盘素质出众,但在国内却没有一台性能出色的发动机。目前国内在售的斯巴鲁车型中,除了跑车BRZ外,其余的轿车跨界车SUV,全都在使用老旧的2.0L、2.5L自吸发动机,更是没有一款车型的0-100km/h加速可以跑进10秒!不仅如此,除了加速赶不上主流水准外,国内现役斯巴鲁的2.0L、2.5L发动机都已经是10年前开发的产物了,所以油耗表现也并不理想。

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像是搭载2.0L发动机的跨界SUV斯巴鲁XV,其NEDC油耗为7.2L/100km。而丰田家尺寸更大、重量更重、且同样采用2.0L四驱的RAV4,其NEDC油耗则仅为6.3L/100km,二者相差接近1L。如果说动力偏弱只是影响用户的使用体验,那么油耗高可就直接关乎企业在节能减排大背景下的生存问题了。

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面对全球严峻的节能减排形势,斯巴鲁迫切需要开发一台高热效率的发动机来兼顾油耗和动力。于是在2020年,斯巴鲁推出了一台热效率达到40%的1.8T发动机,代号CB18。在参数方面,斯巴鲁全新1.8T发动机的最大功率为177马力,峰值扭矩为300牛·米。动力相比目前国内傲虎上那台最大168马力、252牛·米的老2.5L自吸发动机更好。油耗方面,海外换装了1.8T发动机的傲虎,WLTC工况百公里油耗为7.7L,相比2.5L车型的8.6L/100km要低了接近1L!所以如果国内的森林人、傲虎也能换上最新的1.8T发动机,那不仅动力上会得到提升,而且车主的用车成本,以及斯巴鲁的企业油耗也能下降,简直是一举多得的好事!

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丰田Dynamic Force 发动机

在技术层面,相信大家第一眼看到斯巴鲁这台1.8T发动机40%的热效率都会感到惊讶,毕竟丰田目前主力的Dynamic Force系列2.0L、2.5L发动机,其非混动版本的热效率也是40%。要知道的是,自吸发动机由于进气温度低,所以做到高热效率会更容易。而涡轮增压发动机由于进气温度高,所以不得不降低压缩比来防止爆震,因此热效率先天就不如自吸。由此可见,斯巴鲁这台1.8T作为一款涡轮增压发动机,要想做到和丰田自吸一样的40%热效率,那势必要比丰田的2.0L、2.5L发动机使用更多的先进技术。

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首先,斯巴鲁在这台全新的1.8T发动机上首次采用了极其罕见、且成本高昂的“稀薄燃烧”技术。什么是稀薄燃烧呢?它其实是指气缸内空气与汽油的配比中,空气的量要大于标准水平。在标准情况下,发动机的混合气体会由14.7kg空气与1kg汽油搭配,也就是说空气与燃料的配比为14.7:1。那如果将空气与汽油的配比提高至14.8:1,就属于空气多汽油少,相当于混合气体内汽油更稀薄了,也就是所谓的“稀薄燃烧”。

热力学的角度来说,稀薄燃烧可以降低燃烧温度和泵气阻力,进而提高发动机的热效率。但众所周知的是,如果缸内空气的含量比标准值高太多,那就会出现混合气体无法被火花塞点燃的情况。可斯巴鲁偏偏不信邪,直接将空气的含量增加了近1倍,使这台1.8T发动机的空燃比达到了正常情况根本不可能被点燃的29.4:1……那斯巴鲁究竟施了哪些魔法,才使这台1.8T发动机在超高空燃比的情况下能被正常点燃呢?

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出于成本考虑,一般缸内直喷发动机的喷油嘴都会倾斜布置在气缸的一侧。但由于斯巴鲁这台1.8T发动机采用了稀薄燃烧技术,油气混合物并不容易被点燃,所以斯巴鲁便将喷油嘴布置在了燃烧室顶部,紧邻火花塞的位置。如此一来,喷油嘴一喷油,火花塞就能在汽油浓度最高的位置将其点燃。至此,在确保能将油气混合物点燃后,下一步就该考虑如何让这团火焰能传导至整个气缸,并将其余位置的稀薄油气混合物点燃了。

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左:滚流小 / 右:滚流大

为了加快火焰的传导速度,这台1.8T发动机采用了80.6mm缸径 x 88mm行程,相比斯巴鲁此前1.6T发动机的78.8mm缸径 x 82mm行程,要更偏向长行程设计。而在同样的容积和转速情况下,气缸行程越长,活塞的运行速度就越快,那随着活塞速度的提高,气缸内的气流速度也会变快。因此,长行程能增加气缸内的滚流,从而提升被火花塞点燃那一小团火焰的传导速度。这种通过加快燃烧去弥补汽油浓度低的设计思路,丰田在2016年推出TNGA Dynamic Force系列引擎的时候就已经做过验证了。

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在解决了稀薄燃烧的燃烧难题后,另一个问题又接踵而来,由于空燃比变大相当于单位时间里燃烧掉的汽油变少了,所以当发动机处于稀薄燃烧时,输出的功率自然会变得很低。为了不影响车辆的绝对动力体验,于是这台1.8T发动机设定了只在转速低于2400rpm时才会采用稀薄燃烧的工作逻辑。好在得益于涡轮增压器的存在,发动机从1600rpm开始就能输出300N·m的最大扭矩,这样一来车辆的低速动力便得到了保证。而对于日常驾驶来说,由于发动机的转速通常都不会超过3000转,所以这台发动机在绝大部分时间内都会处于高效率的稀薄燃烧状态,来降低车主的使用成本。而当车主需要调用绝对动力进行超车时,一旦转速超过2400rpm,这台1.8T发动机的空燃比又会从29.4:1切换到正常的14.7:1,进而保证高转速时的功率输出。

综上所述,尽管这台1.8T发动机在参数上并不是特别夸张,但这种在动力略微强过现款2.5L自吸的前提下,还能大幅降低油耗的能力,显然非常适合当下这个以节能减排为大背景的时代。

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除了气缸更偏向长行程外,全新1.8T发动机每个气缸之间的间距还从老款1.6T的113mm,缩短到了98.6mm,最终使全新1.8T发动机的长度,相比老款1.6T还缩短了40.3mm,并且重量也降低了14.6kg。而更短的发动机,也意味着发动机在机舱内的位置会更靠后,加上更轻的重量,所以这台1.8T发动机的重心也会更靠后,可以帮助车辆实现更均衡的前后配重,进一步提升车辆的动态表现。

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至于价格方面,以日版森林人为例,1.8T车型相比2.0L版本贵了12.1万日元,约合人民币6340元。按照国内2.0L森林人22.38万的起售价计算,换装1.8T发动机后依然不到23万,相信各位对价格不那么敏感的森林人车主都愿意多花这几千块钱吧?只是很可惜,目前斯巴鲁还没有将全新1.8T引入国内的计划,如果未来能够引入,并将它装在在售的森林人、傲虎、XV车型上,那斯巴鲁在国内的竞争力势必会得到提升。

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自从途乐Y62因为国6排放无法上牌后,日产目前在国内的硬派越野车就只剩下途达,以及同平台的皮卡车纳瓦拉了。不过这两款车均只提供2.5L自吸汽油机,最大功率193马力、最大扭矩245N·m,对于一辆体重超过1.8吨的硬派越野车来说显然是不够用的。要知道的是,日产途达/纳瓦拉在海外市场可是有一台2.3T双涡轮增压柴油机的,虽然最大功率190马力没啥亮点,但最大扭矩却达到了强悍的450N·m,非常适合越野攀爬以及拉货,与途达/纳瓦拉的定位相当契合。更重要的是,日产的这台2.3T柴油机,在技术层面也亮点颇多。

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日产2.3T双涡轮增压柴油机

对柴油机有一定了解的朋友应该知道,通常情况下2.5L排量及以下的柴油机都会采用单涡轮增压的形式,而日产却罕见地为这台2.3T柴油机搭载了两个涡轮。不仅如此,这两颗涡轮还采用了一大一小的组合,这对于车辆的动力响应以及低扭输出会产生巨大的帮助。

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在低转速行驶时,由于发动机的排气量较小,所以如上图所示,ECU会关闭进排气端的旁通阀,使废气优先带动小号涡轮来增压。此时,由于小涡轮的惯性低,所以涡轮的迟滞就会更小,可以帮助车辆在低速获得强劲动力的同时,还能保证动力的响应速度。

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而在急加速、拉重物、爬坡等工况下,发动机的转速会升高,排气量也会随之增加,此时ECU便会将进排气端的旁通阀打开,使大部分废气直接进入大涡轮,并推动大涡轮进行增压。如此一来,随着大、小两个涡轮在高、低转速之间的切换,就可以使发动机的峰值扭矩平台覆盖1250-3500rpm的区间了。

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此外,由于柴油机天生具备高热效率和低油耗的特性,所以日产这台2.3T柴油机在油耗方面还能形成对现款2.5L自吸汽油机的降维打击。海外版纳瓦拉2.3T柴油版的百公里综合油耗只有6L,而国内的纳瓦拉2.5L综合油耗为9.6L/100km,相当于发动机扭矩大了近1倍,油耗还能低三分之一,这样的发动机要是引入国内,怎么可能不受欢迎?

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动力一直是国内丰田车型的短板,一众2.0L、2.5L自吸发动机被对手的涡轮增压打得喘不过气,而北美市场的大排量V6发动机又不引入。实际上,随着去年全新一代雷克萨斯NX的发布,有一台全新的2.4T四缸发动机也随之诞生,目前仅应用在海外版的NX 350上。这台发动机的代号为T24A-FTS,未来将会取代此前汉兰达、RX、美版亚洲龙、凯美瑞等车型上的2GR 3.5L V6引擎,成为丰田集团的主力机型。

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参数方面,全新的2.4T最大功率279马力,峰值扭矩430牛·米,装配在NX 350上,海外实测0-100km/h加速仅需6.3秒。相比之下,搭载238马力、350N·m 2.0T发动机的上代NX 300,其0-100km/h加速实测为7.6秒,两台发动机在性能上有着明显差距。

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更重要的是,全新2.4T发动机虽然性能更强,但油耗却并没有增加。例如搭载2.4T发动机的NX 350,在美国EPA工况下的综合油耗为9.4L/100km,搭载2.0T发动机的上一代NX 300,同工况下的油耗一样为9.4L/100km。相当于马力提升了17%、扭矩提升了23%,百公里加速快了1秒多,综合油耗却没变。此外,全新的2.4T发动机相比现款2GR 3.5L发动机的306马力、362N·m,虽然在马力上略低了27匹,但扭矩却大了接近70N·m,在台架测试出的油耗也降低了10.5%。究其原因,还是因为这台发动机使用了诸多新技术,使热效率达到了38%,相比前代2.0T 8AR的36%有了明显提升。

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就像上面讲过的新款斯巴鲁1.8T发动机一样,丰田的2.4T也采用了中置喷油嘴的设计,这也是丰田旗下首款采用中置喷油的发动机。相比侧置喷油而言,中置喷油由于与火花塞距离更近,所以会更利于火花塞点火,可以使混合气体燃烧更充分,降低污染物排放。但为了保证新的2.4T发动机可以做到媲美老款3.5L V6发动机的动力水平,所以丰田并没有像斯巴鲁1.8T那样,为这台2.4T发动机降低空燃比。另外,这台2.4T发动机还保留了D-4ST双喷射技术,ECU可以根据不同工况选择进气歧管喷射或者是缸内直喷,最大程度保证动力和排放。

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而这台2.4T热效率之所以能达到38%,主要功劳则来自11:1的高压缩比。毕竟通常情况下,压缩比越高就意味着热效率越高,热效率越高就意味着越省油。目前市面上大多数高功率版发动机的压缩比都在10:1左右,而丰田这台2.4T的11:1压缩比则已经达到了增压发动机中的顶级水平。和斯巴鲁1.8T一样的是,丰田这台2.4T也采用了长行程气缸设计,缸径x行程为87.5mm x 99.5mm,行程/缸径比为1.13,甚至比斯巴鲁1.8T的1.09还要大,可以增加滚流,提高燃烧速度,进而有效提升热效率。

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可变排量机油泵

与所有TNGA发动机一样,这台2.4T也配备了可变排量的机油泵。众所周知,机油泵是与发动机曲轴相连的,会在一定程度上消耗发动机动力。而可变排量机油泵,则可以根据发动机在不同工况下的不同负载,来主动调节机油泵的流量和压力,在满足发动机润滑需求的同时,最大程度减少对发动机动力的消耗。不仅如此,为了保证发动机动力的稳定输出,丰田还为这台2.4T配备了并不常见的水冷式中冷器,可以降低进气温度,提升性能和效率。

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假如这台2.4T发动机能够引入国内,并装配在与NX同平台的ES上,至少用“移动路障”调侃ES的人数,应该会变少很多吧?此外,T24A发动机还将装备在下一代雷克萨斯RX、第16代丰田皇冠等未来即将发布的新车上,性能表现十分值得期待。至于价格方面,以美版雷克萨斯NX为例,其2.4T四驱车型相比2.5L前驱车型贵了3600美金,约合人民币2.3万元。而国内2.5L前驱的NX起售价31.88万,按照美国的差价来计算,国内2.4T四驱NX的售价应该是34万左右,相信各位NX车主都愿意加钱让自己的NX变成一台0-100km/h加速仅需6.3秒的快车吧?

丰田发动机型号大全(丰田全系列发动机)丰田发动机型号大全(丰田全系列发动机)

通过上文不难看出,日本车企在海外的好东西可真不少,但他们不将高性能发动机引入国内,其实也并不是什么区别对待。更多还是因为中国更注重油耗和排放,所以日系车企会优先将他们最“环保”的技术带到国内首发。例如中国就是丰田M20A引擎在全世界第一个享用的国家,日产也在中国首发了e-POWER混动轩逸。所以不是日系车企不给我们好东西,只是他们的高性能产品实在不适合国内罢了。如果今天这4款发动机都能引入国内的话,相信会在很大程度上扭转大家对于日系车性能差的印象。只可惜,目前各大日系厂家似乎并没有将这些发动机引入国内的打算,作为车迷的我们也就只能看着海外车型的照片和参数眼馋了……

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上一篇 2022年5月29日 13:23
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