新款普锐斯：目标是汽油发动机最大燃效实现40％ - Automobile版

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Automobile版 - 新款普锐斯：目标是汽油发动机最大燃效实现40％

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话题: 发动机话题: 燃烧话题: 普锐斯话题: egr话题: 降低

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J*******3
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丰田2015年10月13日公开了第4代新款“普锐斯”的汽油发动机所采用的低燃耗技术详
细内容（图1）。新款普锐斯发动机的目标燃效是在JC08模式下达到40km/L（仅部分等
级），与原来的32.6km/L相比，每升油可多跑7.4km。为了实现该目标，采用了许多提
高汽油发动机热效率的新技术。
新款普锐斯配备1.8L排量的直列4缸汽油发动机“2ZR-FXE”（图2）。其效率高
于以前同型号的汽油发动机，最大热效率为40％，比原来的38.5％提高了1.5个百分点
。这一效率与柴油发动机相当，估计创下了量产型汽车用汽油发动机的世界最高纪录。
压缩比为13:1，缸径为80.5mm，冲程为88.3mm。燃烧循环与过去相同，仍为膨胀冲程比
压缩冲程长而且效率良好的阿特金森循环。
提高热效率的第一步是改善燃烧。新款普锐斯属于混合动力车（HEV），是在效
率良好的高扭矩区域驱动发动机。但这一区域的负载大，因此容易出现燃烧温度升高，
燃料自燃的爆震现象（异常燃烧）。降低燃烧温度需要使用冷却废气再循环（EGR）系
统，对部分废气（以下称EGR气体）进行降温，然后再输入燃烧室。2ZR-FXE通过把EGR
气体的输入量增加到过去的2.5倍，减少了爆震发生的次数。
另一方面，增加EGR气体的输入量会导致燃烧速度减慢，燃烧效率降低。为了防
止这种现象，该发动机设置了“高滚流进气口”，把过去弯曲的进气口形状改为直线形
状，并且缩小了进气口的直径。由此可提高混合气体（燃料与空气混合）的流速，使气
缸内能够形成强烈的（大量的）滚流。具体来说，1个循环形成的滚流的数量增加到了
过去的3.5倍。进气口的直线化，吸收了因流速加快而增加的流入阻力。
机械损耗也有所减少。发动机的总机械损耗比过去降低了14％。首先，曲轴的
滑动部通过采用摩擦系数小、外覆树脂膜的滑动轴承，减少了摩擦阻力。而且，发动机
进/排气门采用的螺旋弹簧也不是通常的圆柱形，而是圆锥形。越靠近运动较多的上方
，直径越小。由此降低了运动部件的机械损耗。
活塞的滑动部进行了平滑化处理。采用微凹坑处理的方式，在表面形成了用来
大量存留发动机油的小凹陷。与表面采用条纹加工的通常活塞相比，降低了滑动部的摩
擦阻力。发动机油也使用低粘度类型。
减少爆震与降低摩擦阻力的兼顾，要归功于“EXPAD水套衬套”。这是嵌入缸体
外侧的水套中，用来控制冷却水流量的隔板。作用是把水泵注入的冷却水导流至缸孔上
方。通过冷却缸孔上端，降低燃烧温度，从而防止爆震。
而缸孔的中间和下端则要保温。为此，在接触气缸的部分与隔板之间，填充了
耐热的泡沫弹性材料（EXPAD）。这种材料具有隔热功能，能对活塞运动的滑动部进行
保温。将发动机油的粘度保持在较低水平，以减少摩擦阻力。

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