日系黑科技：豐田Dynamic Force Engine 天空是我的極限

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購置稅優惠 經銷商報價 車主點評(4811條)

本來想寫篇文章預告一下新款凱美瑞（查成交價|參配|優惠政策），結果被豐田新款2.5L發動機給勾上了，在各種素材中無法自拔。環顧四周，發現動力發動機沒有讓人掉下巴的新技術，卻達到了讓人掉下巴的效果——最高熱效率和峰值扭矩從老款發動機的35%和230Nm提高到了40%和250nm——前段時間我寫過一篇文章，說工匠精神和公司管理不能共存。看著豐田的新引擎，感覺自己被輕扇了一記耳光。哎，就打個耳光，誰讓他們對內燃機技術這么執著呢？

下面問題來了。豐田是如何實現熱效率突破的？看了上面的視頻，我想大家都被一個詞刷屏了——強滾流，強滾流。我不會買滾筒洗衣機。我為什么要滾？中國文化博大精深，如果這個視頻能用開源節流來概括，那么合理性就更上一層樓了。開源熱效率無非是讓噴入氣缸的汽油燃燒得更充分。

汽油翻譯成汽油是因為前綴gas。但也從一個側面說明了這種液體具有很強的揮發性。但在科技直男看來，這些液體還是不夠放蕩，需要更多的外界刺激才能讓揮發的混合物飄起來。于是，豐田工程師換上了三種道具。第一種是激光熔覆進氣門座。有了這項技術，進氣道的形狀從曲線變成了直線，并插入空氣體...不會，入自然更順暢。有了鴿子狀的進氣閥，流量不會打折太多。

第二是改變姿勢...啊呸，改變進氣管的相對位置。我們可以從圖中看到，采用新技術后，進氣門和排氣門之間的角度從31度變為41度。以前學空空氣動力學的時候，只覺得伯努利原理是TMD白費力的原理，所以相對角度和氣流模式的關系我也說不出個一二。但從視頻上看，中間部分表示氣流強度的“螺旋藥丸”顏色確實是暗的。

不知道你有沒有注意到一個細節。在進氣門座的下端，豐田的工程師加了一個凸起。有了這個“空空氣動力學套件”，原本從進氣門周圍流入的空氣體被集中到了一邊，原本分散的力量被聚集到了一起，滾流的增強也就順理成章了。我不知道我們的讀者中有多少工科畢業生，但我相信他們會理解尖角對鑄造技術的高要求。看來一個小小的改變需要巨大的技術進步來支撐。我們知道，動力發動機的個位數熱效率提高了，背后付出的努力一定是難以想象的。

【最后一個是使用新的注射器。無論是歧管噴射還是缸內直噴，油霧噴射的形狀都優化了很多。供應商電裝不知道給老板看這張照片花了多少錢。】

好了，這里可以對豐田工程師在“開源”方面的努力做一個總結。無論是進氣門座的工藝和形狀的升級，進排氣門夾角的擴大，還是噴油嘴的改進，目的都是為了讓進氣在缸內能夠有更強的渦流。舉個簡單的例子。南方潮濕的天氣回到南方，很多苦孩子會把洗好的衣服掛在風扇前，打開最高檔，讓衣服干的更快。同樣，較強的渦流可以使噴嘴噴出的汽油在氣缸內充分汽化混合。火花塞點火時，湍流迅速蔓延至整個燃燒室，不僅能盡可能地燒盡每一滴燃油，還能在更短的時間內釋放出其中所蘊含的能量。

說了三件事，開源，剩下的就是如何節流了。淘寶上買節流閥？這樣有中國特色的做法，只能讓馬爸爸信服。豐田揮舞著它的小拳頭，做了一件大家都不太關注的事情——缸徑/沖程比。不用說，我們可以從圖中得到已知的信息。這款發動機的沖程增加到了103.4mm，缸徑從90mm減小到了87.5mm這種缸徑比小于1:1的發動機主要有兩個優點:一是強調低速扭矩輸出，二是減少熱能耗散(感興趣的朋友可以自己wiki一下)。

現在內燃機的散熱是其熱效率低的一個重要原因，但是我們改變不了物理定律，所以只能這樣了。還有一點就是“外掛”太多拖累了發動機的輸出。在動力發動機上，用電控節氣門、電控水泵和可變排量EGR取代了原有的外部附件。通過切斷這些對電池的阻礙，發動機的效率會稍微提高。

月球的一小步，人類的一大步。當然，用這個來評價豐田的發動機太糟糕了，但我還是被他們大大鼓舞了。現在消費者的訴求已經被渦輪增壓吸收了，只有少數日企還在苦苦追求。我沒有具體翻譯過能效提高1%對油耗的影響。看看地球夢科技和熱效率37%和38%的封帆組合的7.7L/100km擁堵和4.2L/100km高速的數據。恐怕在不久的將來，自然吸氣就要對渦輪增壓說:對不起，天空是我的極限了。熱效率的提高不僅可以節能減排，還可以增加功率。我想我不需要解釋太多。

等等，別走，隔壁王叔叔。不，馬自達叔叔似乎有話要說:如果豐田的Dynamic Force發動機要吹噓天空空是極限，那么我們規劃中的HCCI的極限在哪里呢？