卓逸不群 解讀豐田全新3缸自吸發動機

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在漫長的人生道路上，逆境往往能激發人們通常難以察覺的潛能。對于汽車來說，嚴格的法律法規往往可以促進新技術的誕生和普及。目前，各種環保法律法規正在推動內燃機的發展，產生了小排量、三缸、渦輪增壓等各種有趣的東西。有趣的是，在這種趨勢下，豐田Dynamic Force Engine系列的最新發動機選擇了出類拔萃。

●承載新時代M系列發動機的榮耀（查成交價|參配|優惠政策）

近年來，汽車的發展強調平臺化理念，豐田的TNGA就是新時代的產物。新平臺需要全新系列的動力總成，必須能夠覆蓋從小型車到中型車的所有需求，這是Dynamic Force Engine系列發動機的發展背景。

Dynamic Engine系列發動機不僅滿足TNGA架構的要求，還突破了以往行業認知中量產發動機熱效率的極限，甚至顛覆了教科書中的計算值。但它并沒有用黑科技來達到目的，而是穩扎穩打地整合突破現有技術，最終水滴石穿。所以，這款最新的1.5L自然吸氣發動機雖然屬于整個系列的入門級產品，但由于Dynamic Force Engine光環在頭頂，因此也不會少了值得關注的細節。

●NA最后的堅持

隨著“義民”在各國的不斷推廣，傳統燃油卡車退出舞臺的速度大大加快。可悲的是，我們可能是最后一代用內燃機呼吸和跳動的人。在大趨勢的影響下，不僅大排量發動機的身影越來越難找，就連過去被直列六缸發動機鄙視的“直四”也在迅速成為稀缺品。

回顧汽車的發展趨勢，在早期技術有限的情況下，為了滿足人類對速度的追求，所有廠商都采用了遞增的方法。隨著20世紀（查成交價|參配|優惠政策）70年代后石油危機的爆發，在法律法規的壓力下，動力總成的發展趨勢轉向小型化。

●3缸沒錯，但已經不是以前的樣子了。

如今，發動機小型化的趨勢很難逆轉，但實際需求也不能完全忽視。“少吃多做”看似矛盾，實則是消費者提出的迫切需求。只是豐田新款1.5L發動機并沒有像預期的那樣以小排量和增壓玩法亮相。在這個增壓發動機的時代，它選擇堅守自然吸氣的“正義”，依然是三缸。

時至今日，說到三缸發動機，大家的口碑還是褒貶不一。雖然這些發動機的動力輸出性能通過渦輪增壓與過去相比發生了變化，但燃油經濟性的優勢并不明顯。另一方面，對于制造商來說，少一個氣缸并沒有帶來成本的顯著降低。那么豐田為什么要冒險前進呢？

豐田敢于冒險的原因在于技術已經不是過去的樣子。Force系列發動機基于模塊化開發理念，高級別車型技術加持是這款M15A發動機信心的來源。另一方面，雖然舊發動機滿足現有需求并不難，但面對長期且更嚴格的監管要求需要進行的優化并不低于開發新車型。但當非支柱車型換上新發動機后，技術成熟度還可以通過市場進一步檢驗，可以為未來熱銷車型的發動機更換積累經驗。

●從根本上提高效率

物理結構從四缸變成了三缸，但是消費者肯定不希望在使用的過程中動力大打折扣，這也讓開發團隊摸不著頭腦。從結果來看，豐田工程師選擇了最困難的方式，簡而言之，從吸氣、壓縮、做功和排氣的源頭重新開發發動機。

相同排量下活塞行程越長，高速時泵送效果越明顯，氣體進入燃燒室的速度越快。然而，隨著沖程的增加，摩擦力會增加，效率會降低。換句話說，選擇合適的缸徑行程比是開發難點之一。

通過實驗，豐田工程師認為兩者的比例接近1.2:1，是最佳值，新的問題再次出現。為了滿足排放法規，新車型需要采用EGR廢氣再循環技術，而廢氣比例過高無疑會影響燃燒效果。

此外，為了提高燃油經濟性，新發動機還采用了分層燃燒技術。根據自身特點，在主流分層燃燒模型中選擇空空氣導向型。

在現實世界中，我們每天都面臨著兩難的境地。引擎開發過程中也有兩難的選擇，從不在乎待在家里和能看起來像路人的女生之間選擇的漂亮女生，到攢錢買游戲或者先抽根煙。動力發動機系列發動機的發展進程是矛盾推進的。

●在矛盾中前進

我相信你在屏幕前一定有過類似的生活經歷。灌滿池子不僅僅是最大限度的打開出水口，亂噴的水往往會濺到池子外面。發動機工作過程中，空氣體就像水流一樣，盡量不亂進，提高效率。

進氣順暢的秘訣不僅在于設計環節的優化，還在于制造環節。在安裝傳統氣門之前，需要在氣缸體的相關部位安裝座圈，并采用激光熔膜法對新發動機進行優化，這樣就可以實現工程團隊設計的進氣管道更流暢的設計。

●經濟理性，老傳統不能丟。

提到豐田，任何國家的消費者都會脫口而出，它經濟耐用，這在一定程度上與它相對“安全”的技術有關。隨著D4-S混合噴射技術的大規模應用，這款1.5L自然吸氣發動機做出了安全的選擇，僅采用缸內直噴。

缸內直噴技術將汽油直接噴入氣缸，從而減少進氣道噴射過程中汽油在進氣道蒸發所占用的充氣量。有助于提高發動機加注效率和發動機性能。當然也有濕壁效應和進氣門背面積碳過多的缺點。豐田將如何處理這些問題還有待觀察。

如今，各國的測試規定更貼近實際車況，包括冷車、正常工作溫度和各種復雜程度。實驗表明，歧管噴射和缸內直噴在不同工況和負荷下各有優缺點，因此混合噴射一起使用逐漸成為近年來的一種趨勢。這款全新的豐田發動機從燃燒源頭進行優化，使其只需缸內直噴即可達標，省去了歧管噴射系統，成本更低，穩定性更高，這也可能是未來全新的發展趨勢。

●細節優化

當然，除了上面提到的與燃燒相關的環節，M15A發動機相比老款在抑振、輕量化方面也進行了優化。“麻雀雖小五臟俱全”應用了很多高級引擎的開發思路，這也是模塊化開發平臺帶來的紅利。

全文摘要:

說到豐田，很多人心目中的印象還是保守溫和的。事實上，在豐田章男上任后，這家日系車企在品牌建設和技術投入上發生了巨大變化。乍一看，全新的三缸自然吸氣發動機“與這個時代背道而馳”，其實是工程師針對車輛定位和目標用戶需求給出的解決方案。當然，眾多的技術加持并不一定意味著結果會完美。我們期待將來有機會體驗一下，看看真相是真是假。