这两天,2021款卡罗拉正式上市,共11款,售价11.98万-15.98万元。除了TSS 2.0丰田智行安全系统,需要注意的是,此次推出的新卡罗拉增加了全新的TNGA 1.5L动力,与亚洲龙的2.0L发动机相同,代号M15,比现有的1.2T发动机动力更强,油耗更低。同时为用户提供1.2T+1.5L+HEV等多种动力选择,诚意满满。
我们来看看本文中的M15发动机。在当前排放法规越来越严格的前提下,在车企向新能源和减缸方向大步迈进的浪潮下,丰田& # 34;技术保守主义& # 34;老厂在做什么?
大前提——CAFC法案
大家都知道消费者喜欢大排量,但是为什么车企的发动机越来越小?原因还是局限于日益严格的法律法规。2013年3月20日,工信部、发改委、商务部、海关总署、质检总局联合发布了《乘用车企业平均燃料消耗量核算办法》,明确规范了企业平均燃料消耗量(CAFC),也就是我们常说的& # 34;咖啡法案& # 34;。
"咖啡计划& # 34;不是我们消费者,而是包括中国生产和整车进口在内的车企,有计划地设定企业平均油耗的目标值。以2020年为例,CAFC法案2020年的企业平均油耗目标值为百公里5L,今年很多汽车企业生产的所有汽车产品(包括新能源汽车)的平均燃油值必须低于目标值。
怎么算?比如你的公司现在生产两种油耗汽油车和一辆纯电车:一款动力汽油车百公里油耗8L,卖了1000辆;B动力汽油车百公里油耗6L,售出1500辆;电动车油耗为零,然后按照鼓励的车辆倍数计算(一辆是五辆),但只卖了200辆,平均油耗为:
(8 * 1000+6 * 1500+0 * 200)/(1000+1500+200 * 5)= 4.8(升/100公里)
当然,法案的具体计算方法需要结合每年低油耗车的车辆倍数,比上面的例子要复杂一些,但总体来说,法规最终还是要求车企生产/进口那些小排量车和新能源车。如果车企未能完成当年CAFC目标值,将受到通报批评、停止新车申报、停止产能扩张、停产/生产不合格车型等严厉处罚。
在CAFC法案的高压政策下,每个车企只能另辟蹊径。以丰田为例,其应对策略是逐步提高轻混、插电式和纯电动汽车的比例,同时进一步降低纯燃油汽车的油耗和整体产能。
(卡罗拉9NR-FTS 1.2T发动机)
但是,还有一个问题。即使换成小排量涡轮增压发动机,你的百公里油耗目标也不一定达标。以卡罗拉的1.2T涡轮增压发动机为例,排量1197cc,116马力/185牛·米,综合油耗5.5L对于丰田来说,这样一款主力发动机5.5L的综合油耗已经很不错了,但是他们迫切需要一款功率更高油耗更低的发动机,于是少了一缸的M 15 1.5L发动机应运而生。
M15发动机和TNGA
这款1.5L少缸发动机代号M15,属于丰田Dynamic Force发动机系列。和亚洲龙搭载的M20发动机一样,是TNGA时代的全新产品。
众所周知,TNGA模块化架构的出现,大大提升了丰田集团旗下车型的产品力。更低的重心、更高的车身刚度、更好的视野以及更高比例的高强度钢,大大提升了丰田集团旗下车型的产品力。
M15系列发动机是丰田发动机工程师在技术上的最新结晶,是& # 34;少吃多做& # 34;一个模特。这台1.5L自然吸气发动机最大功率121马力,峰值扭矩148牛·米。在缺一缸的前提下,功率和1.2T涡轮增压发动机相当。主要原因是效率的提高。M15发动机热效率高达40%,在民用汽车量产领域处于领先地位。可见TNGA享有动能的优势。
如果小弟直接从技术层面推出,肯定会让大家一头雾水。下面我们分成两部分,分别是M15发动机的优势和先天缺陷的处理方式。
更轻、更小、更高效、布局更合理。
与代号为9NR的1.2T发动机相比,M15少了一个气缸,导致曲轴和凸轮轴更短,气门和连杆等零件更少。所以M15更小更轻,单个发动机质量只有84.5kg,比前者轻了近25kg。同时,M15更小的尺寸更便于工程师布置其在前机舱的位置,机舱整体布局和轴重分布更合理。
最重要的事情-降低油耗
按照以往的说法,涡轮增压是神器,让小排量发动机的动力足以和多缸大排量发动机抗衡。但丰田早就选择了一条更难走的路,从发动机内部结构上下功夫,提高缸内混合气的火核速度,提高燃油效率。
简单算一下,假设家用车一年跑2万公里。以北京92号汽油价格为例,油耗将从5.5L降到5.1L,车主一年可省476元,足够一家人吃一顿大餐。
M15采用奥托和阿特金森双循环,气缸压缩比13:1行业领先,冲程缸径比为1.2:1。M15气门的夹角为41度,使得气门的进气口更直。同时,M15对进气门端瓣的直径、厚度、导流做了一系列优化,使进缸时流速更快更顺畅。
当新鲜空气体进入缸内时,会带动缸内多孔油嘴喷出的油气在缸内形成速度很快的滚流。快速滚动的混合蒸汽被点燃后,能在短时间内迅速燃烧,使火核形成更快,燃烧更均匀。
一般来说,你可以把进气口想象成一个堆在地上的乱七八糟的水管。有水流过的时候,肯定是直水管更顺畅。
至于缸内的混合气体,你可以简单的想象成一缸清水。传统发动机是一缸平静的水,而M系列发动机是搅动的滚动水。当你把一滴染料滴在缸壁旁边(火花塞点火),后者当然会比前者晕染得更快更均匀。
但是因为M15少了一个气缸,所以更轻更小,但是因为气缸点火角的不平衡,会有一些固有的结构缺陷——共振。在这方面,M15进一步优化了平衡轴的结构,轻量化设计了发动机内部的往复运动部件。进气谐振器安装在发动机的进气通道上,利用谐振腔抑制气流谐振;在液力变矩器上增加叶轮和弹簧作为动力阻尼,降低特定转速频率的振动水平;使用液压支架悬挂发动机;车身增加了隔音材料,驾驶体验与1.2T动力车型相差无几。
每当提到丰田,人们都会想到可靠性、耐用性等词汇。虽然丰田品牌在行业内拥有很多先进的技术,并且在混合动力和燃料电池方面处于领先地位,但与其他厂商相比,在推出新技术的策略上相对保守。作为可靠性的代名词,丰田是谨慎的。这一次它逆势推出1.5L发动机,放在最旅行的卡罗拉上,可以说是给了一个非常明显的信号——我准备好了。
放眼全球市场,截至2020年底,丰田卡罗拉全球累计销量突破4900万辆,连续六年多蝉联全球单款车销量冠军。对于国内市场来说,卡罗拉是一汽丰田在紧凑型车领域的拳头产品,月产量3万台的数据证明了其在同市场的地位。
随着2021款卡罗拉的上市,HEV+1.2T+1.5L的出现进一步丰富了汽车阵容,给消费者带来了更多的选择。M15作为TNGA架构衍生的新产品,更轻、更小、更省油、动力更好。相信品牌有足够的信心说服消费者。如果能很好的解决发动机抖动的问题,对于品牌和用户来说真的是一笔好买卖。至于丰田能否改变人们对小型发动机的固有认知,开创小排量自吸发动机的新时代,还是值得期待的。
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