又一款热效率达40%！ 丰田2.0L自然吸气发动机解析

丰田推出TNGA平台后，基于这个平台的车型无论是车身结构、底盘还是动力都有不少的亮点。其中凯美瑞上搭载的是全新开发的基于TNGA平台的2.5L发动机，而新近推出的C-HR同样搭载了全新开发的TNGA动力总成——2.0L Dynamic Force Engine发动机，这款发动机是首次亮相并且首次搭载在国产的C-HR上，那么这款发动机有何技术亮点，下面一起来看看吧。

先来看看这款发动机的参数，它的热效率达到40%，压缩比达到13:1，40%的热效率在目前量产发动机中是数一数二的。动力参数方面最大功率达到126kW/6600rpm，最大扭矩为203N•m/4400~4800rpm，百公里综合工况油耗为5.7L。数据的展示并不能看出它的优势，还是拉出同排量自然吸气发动机来看一看吧。

这款发动机并没有因为追求热效率而牺牲了发动机的性能参数，相反无论是最大功率还是最大扭矩都比其它2.0L发动机要强。这台发动机主要采参用了高速燃烧技术、D-4S双喷射系统、电动连续可变气门正时机构 (VVT-iE)、可变冷却系统以及冷却废气再循环系统（EGR）等技术，这些技术的应用使得这台发动机的性能不错。

众所周知，发动机燃烧是否充分直接影响动力和燃油经济性，因此发动机的进气量就尤为关键了。这款发动机设计了全新的进气道，采用宽夹角长冲程技术，扩大气门间夹角至41度，并在进气门座设置特殊倒角，进气侧采用了激光熔覆气门座，加速气流涡旋，使气缸内的进气湍流比接近3，相比普通发动机提升近一倍，从而快速冲散汽油颗粒，让燃烧更加充分。

传统发动机的供油系统，要么是进气歧管喷射，要么是缸内直喷，采用D-4S技术的发动机则兼备这两种喷射模式，即进气管喷射和缸内直喷结合，根据发动机工况智能调整。

工作原理是，在冷机或低转速时，启用进气管喷射，好处是改善冷启动效果，减少积碳产生，保证发动机低故障率。在热机或中段转速需要节油为主时，发动机使用缸内直喷。而在急加速或大负荷需要强大动力时，发动机同样采用缸内直喷，这一创新技术的应用，既兼顾动力又降低油耗。

智能可变控制系统包括了电动连续可变气门正时机构（VVT-iE ）和可变冷却系统。电动连续可变气门正时机构（VVT-iE）相比传统的液压控制具有调节精度高、适用范围大的优势。可变气门正时系统是通过配备的控制及执行系统，对发动机凸轮的相位或者气门升程进行调节，从而达到优化发动机配气过程的目的。

因为高转速下与低转速下，气门的正时角对发动机经济性和动力的影响是明显的，高转速下可以充分利用进气惯性而提高进气量和进气效率，所以气门早开晚闭，低转速反之。而可变气门正时技术的应用既能保证低速高扭矩，又能获得高速高功率。

冷却系统方面，普通发动机一般采用发动机自身的动力带动水泵运转，而这款发动机的可变冷却系统使用电控水泵，好处是可以实现快速暖机，强化缸体上部冷却效果。

这台发动机还配备了冷却废气再循环系统（EGR），废气再循环系统是将汽油机产生的废气的一小部分再送回气缸。EGR系统的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况，从而使燃烧过程始终处于最理想的情况，最终保证排放物中的污染成份最低。

采用电子控制 EGR 系统，使通过气缸盖内的通道和水冷式 EGR 冷却器来冷却EGR 气体，提高了高冷却效率；并优化了进气歧管内的 EGR 分流通道，从而提高燃油经济性。

总结：小排量涡轮化是当今的趋势，但是日系厂商在自然吸气发动机的研发上并没有停滞不前，相反通过细节技术的改进和应用使得发动机的热效率不断提高，发动机的动力参数也得到了小幅提升。