行业 | 全面分析丰田新世代动力系统--Dynamic Force引擎

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坊间的传闻是，本田买发动机送车，丰田省油可靠。如今看来，近年来丰田也开始走起了技术路线，Dynamic Force系列的引擎就是开始，率先在民用领域突破40%的热效率就是一个标志。在涡轮当道的年代，再好的自吸都是小众，而混动不一样，在混合动力这个大趋势下又有着这样的表现，丰田的全新动力系统的确不简单。

丰田新型 Dynamic Force自然吸气引擎热效率高达40%，采用高速燃烧技术、可变控制系统，并减少排气、冷却系统等各类能量损失，使最大功率提升 21.4％达到170hp之谱，而峰值扭矩则增强约15.6％至200Nm，同时拥有更好的燃油效率。配合2.0L新引擎推出的Hybrid混合动力版本，引擎热效率可达 41％，且与1.8L Hybrid混合动力系统相比，体积小了20％、重量也轻了10％；其中引擎具备143hp/180Nm的输出表现，电动马达则是109hp/202Nm。

▼丰田在推出TNGA底盘平台以后广受好评

但是，丰田的改变可不局限在TNGA这个新的底盘平台，为了让整体产品也同步更新，丰田进行了一系列的动力系统革新来给予未来使用TNGA底盘的车型使用，包括了引擎、变速箱以及四轮传动系统。本篇推文就要来介绍丰田的动力系统革新计划究竟有何特别之处，也一探丰田产品的未来走向。

丰田最新的动力系统阵容主轴强调增加「动力效率」，这里指的效率可不只有燃油经济性，而是包括了性能、输出特性等整体效能的提升，他们希望藉此达成所谓「兼具环保的性能与操控乐趣」。

首先，要来看看丰田最新世代动力系统阵容的核心－2.0升Dynamic Force自然吸气引擎。藉由丰田的「高速燃烧科技」加上各式控制系统，Dynamic Force引擎达到了40%的热效率(目前内燃机引擎普遍的热效率还是在30-35%)，Hybrid混合动力则可以达成41%的热效率。这是如何办到的？

为了提升汽缸内混合油气燃烧的速度，丰田首先将汽缸的缸径从上一代引擎的90mm缩减为87.5mm，而为了维持同等的排气量，Dynamic Force引擎将冲程从上一代引擎的98mm拉长到了103.4mm，并且把压缩比拉高至13:1(Hybrid混合动力版本为14:1)。这个做法缩小了燃烧室的半径，所以当混合油气被火花塞引燃之后，能够在更短的时间内扩散至整个燃烧室。

▼左为旧款引擎的缸径与冲程；右为Dynamic Force引擎

▼此为汽缸燃烧室的内视图，可以看到右边Dynamic Force引擎燃烧范围几乎遍布整个汽缸时，旧款引擎的燃烧才刚开始扩散

而为了增进燃烧速度与燃烧效率，丰田针对Dynamic Force引擎的汽缸上座进行了许多修改，包括「将进排气门夹角从旧有的31度增加至41度」、「把进气道的角度拉直并且改变形状」、「进气门口使用了雷射涂层技术镀上铜铬系合金来提高耐用度与气密性」。这些改变让Dynamic Force引擎的进气气流速度更快，进入燃烧室的角度也刚好能够产生一道强劲的涡流让油气混合更均匀。另外丰田也使用了新的D-4S喷油嘴以及点火线圈来帮助Dynamic Force引擎达成最佳燃烧效率。

▼右边Dynamic Force引擎将汽门夹角扩大，仔细看气门之间的结构也更加强壮

▼丰田将Dynamic Force引擎的进气道拉直来提高进气效率

▼可以看见右方Dynamic Force引擎的进气气流更集中

除此之外，Dynamic Force引擎的活塞在与汽缸接触面的部分也进行镜面处理来降低摩擦阻力，活塞裙的部分则用雷射雕刻技术刻出细微的沟槽来增加活塞抗磨损的能力。

▼Dynamic Force引擎汽门口用上了雷射涂层技术镀上铜铬系合金

▼Dynamic Force引擎活塞裙刻有雷射沟槽

Dynamic Force引擎也搭载了电子式水帮浦以及电子调温器，让这具新引擎得以更精确的控管引擎温度，让引擎处于最佳的工作温度来提高运转效率、降低燃油消耗。其他还有VVT-iE可变气门正时系统、油量可调机油帮浦等许多控制系统，丰田将其整合以后，ECU能够判断当下需要哪些装置，进而停用不需要的控制装置来达到节能的目的。

在以上各种技术与系统的导入使用之下，Dynamic Force引擎拥有更好的燃油效率，同时性能也比上一代引擎有所提升，达到了171ps/6,600rpm、20.9kgm/4,800rpm的动力输出，而Hybrid版本则有着146ps/6,000rpm、18.4kgm/4,400rpm的输出表现，在效率与性能之间取得了一个平衡点，也提前达到未来排放法规的标准。