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發動機小型化時代,豐田入局底氣幾何?

中國乘用車市場經曆連續26年高速增長,在2018年迎來拐點。在傳統燃油車與新能源汽車“新老交替”時分,汽車市場就已經進入新的發展階段。節能減排,作為一個全球性課題,它始終萦繞在各大汽車品牌的前行路上。

發動機小型化時代,豐田入局底氣幾何?

放眼全球,歐盟、美國、日本早在十多年前,便制定針對節能減排的一系列措施,包括征收碳稅、強制二氧化碳減排等,中國也提出要在2025年達到3-4L/100km的控制線。在這種大趨勢之下,不少車企主動或被動地加入了優化和更新動力系統的隊伍裡,這其中,“發動機小型化”的政策尤為明顯。

然而,在中國市場,小排量發動機似乎始終處在不被看好的階層。窮源朔流,90年代初期,伴随夏利、奧拓等一衆小車走進家門,自那時起,有關小排量發動機與車型的各種讨論延續至今。

直到豐田的加入,結果會不會變得不一樣?

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01 用技術革新打消顧慮 豐田這次來真的

2011年,中國江蘇省常熟市,當時豐田汽車公司社長豐田章男用中文宣布“中國最重要”的時候,标志着豐田汽車研發中心(中國)有限公司(簡稱TMEC)項目正式動工。

作為豐田全球六家研發中心之一,該中心和豐田其他研發中心不同的是,TMEC主要作用是讓豐田旗下産品适應中國本土路況,并促進豐田推出更多更适合中國道路環境、用車環境的車型。

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也正因如此,豐田基于TNGA架構,研發出了TNGA 1.5L發動機。盡管這台發動機兼顧駕馭性能和高效節油的優勢,但在發動機小型化的問題上,在中國市場仍面臨不少挑戰。近日,筆者有幸來到位于常熟的豐田TMEC研發中心,借此機會去了解豐田的底氣何在。

對于TNGA 1.5L發動機,國内消費者普遍存在的顧慮集中在,新技術的推出,五年甚至十年後,是否會出現如抖動加劇、保值率下降、動力減弱、噪音加大等問題。為此,豐田工程師特意拿來了兩件行駛10年的發動機減震支架,并分别安裝到2021款1.5L卡羅拉及2021款1.5L雷淩車上,用于模拟長時間與長距離的使用情景。

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(新車全新減震器支架)

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(舊車老化減震器支架)

靜态體驗上,工程師将兩台車的發動機轉速拉升至3000rpm,得益于在發動機艙内側添加的3層隔音結構,以及在發動機表面增加了一層EPDM的隔音塗層,進而做到進一步降低發動機傳遞到車内的噪音,提高車輛靜谧性。從分貝儀測量資料來看,在轉速逐漸被拉高的情況下,兩台車的噪音變化并不大。

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(2021款1.5L卡羅拉靜态2000-3000rpm分貝儀測試資料)

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(2021款1.5L雷淩靜态2000-3000rpm分貝儀測試資料)

接下來工程師同樣将轉速拉升至3000rpm,利用測振儀測試車輛内部的抖動情況。針對振動問題,除了正常的平衡軸之外,豐田還針對TNGA 1.5L發動機内部的零件進行了改良,削弱怠速抖動感。同時,在液力變矩器内加設葉輪重量塊和彈簧裝置形成動态阻尼塊,進一步減少發動機的振動水準,是以,我們可以看到,高轉速下,兩台車的數值均保持在0.1mm/s左右。

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(2021款1.5L卡羅拉靜态2000-3000rpm測振儀測試資料)

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(2021款1.5L雷淩靜态2000-3000rpm測振儀測試資料)

動态體驗上,TNGA 1.5L車型的動力總成能夠帶來更平順的駕駛體驗,同時121匹的最大馬力,在直線加速上并不會顯得很拖沓,加上得益于TNGA架構下的輕量化、低重心的優勢,它依舊能給到筆者不錯的駕駛樂趣。同時,試駕的兩款車,來自發動機的抖動和噪音感覺均不明顯,反而更多的是源自胎噪和風噪。

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02 發動機小型化 豐田底氣何在?

針對發動機小型化政策,美系車已經在點“撤回鍵”,而日系車則在點“發送鍵”,提高小排量車型的價值感成為包括豐田在内的日系品牌需要重點考慮的問題。

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搭載在全新卡羅拉和雷淩上的TNGA 1.5L發動機在技術上,豐田與過去競品的造法不同。豐田的TNGA 1.5L發動機依托TNGA架構并基于目前主力發動機進行子產品化開發,如同為500cc的單缸子產品,以及80.5mmx97.6mm的缸徑和長沖程,和自家的2.0L、2.5L自然吸氣發動機技術是相通的。

此外, TNGA 1.5L發動機供油方式變為缸内直噴,壓縮比上升到13:1,減少熱量損失的同時,提升了發動機熱效率達到40%,和其他競品全新研發的發動機相比,在穩定性上也更有保障。

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至于在NVH層面,豐田采用了擴大發動機和變速箱的接觸面,使得1.5L這套發動機的動力總成剛性比2.0L/2.5L動力總成提高6%,同時優化氣缸體、氣缸蓋、曲軸箱、正時鍊條等主要零部件的剛度,以及在平衡軸從動齒輪采用的減震效果更好的樹脂工藝,讓這台發動機實作更好的NVH和輕量化,做到同排量最輕,是以在實測體驗上,才能達到這樣出色的表現。

03 也許最好的時代要來了

不可否認,環保與電動化是汽車行業未來前行的核心趨勢,但電動化是一個漫長且循序漸進的過程,新能源車在當下仍需要相當長的時間,才能完全取代内燃機,而在環保程序加速的前提下,發動機小型化已然成為了汽車走向電動化的橋梁。

随着技術的進步,這一類型的發動機正越來越完善,這點毋庸置疑。落實到使用者層面,結合《2019小排量發動機市場趨勢與使用滿意度白皮書》不難發現,在國内市場,沒有體驗過小排量車型的潛在使用者與真實車主之間,在認知方面存在明顯差異,換言之,仍有許多消費者對小排量發動機及車型存在“誤解”。

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與此同時,在很多消費者都在關心的保值率上,有資料顯示,2021年豐田品牌TNGA車型三年車輛保值率持續上升,以今年9月統計為例,在合資品牌3年車輛保值率方面,豐田品牌TNGA車型保值率達到了86.4%,環比8月提升了1.9%。

當我們回過頭來看豐田這個世界上久負盛名的汽車企業選擇相信小排量車型時,或許小排量發動機最好的時代就要開始了。

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