卡羅拉1.8雙擎怎麼只有99馬力?

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需要明確地指出,卡羅拉雙擎E+(插電式混動)的馬力是136ps,卡羅拉雙擎(油電混動)的馬力是122ps。都是由一臺99馬力代號9ZR-FXE的1.8L汽油發電機+一臺電動機組成,電動機的馬力不同造成了系統綜合功率也就是最大馬力的不同。

樓主關心的應該是,為什麼這臺1.8L的汽油發電機只有99馬力?

先來看這臺代號為8ZR-FXE自然吸氣發動機的基礎數據:排量為1798ml,缸數為 4,缸徑 80.5mm,行程 88.3mm,壓縮比 13.1,帶 VVT-i 技術,可以用 92 號以上辛烷值標號的汽油。

與常見的奧拓循環發動機不同,這臺發動機才用了阿特金森循環。更高的壓縮比,意味著更高的熱效率,88.3mm的行程帶來了非常好的低轉速扭矩表現。沒錯,這臺發動機的目標和“混動”概念的目的是一致的——省油、經濟。燃油積極性和性能是兩個不同的方向,一定程度上是負相關的。不用擔心它的馬力低駕駛體驗不好,卡羅拉的目標群體大部分用車場景時速不會超過130km/h,甚至主要集中在20km/h~100km/h,而這個區間正是這臺發動機擅長的,同時電動機彌補了0~40km/h時速區間發動機的不足,雖然綜合馬力不高,最大時速也低於傳統燃油車,但在90%以上的用車場景裡,這套混動系統帶來的駕駛感受非常優質。

以下摘自“買車問問”公眾號的內容能夠捷專業解答:8ZR-FXE 1.8L 廣域阿特金森循環發動機

先來看這臺代號為8ZR-FXE自然吸氣發動機的基礎數據:排量為1798ml,缸數為 4,缸徑 80.5mm,行程 88.3mm,壓縮比 13.1,帶 VVT-i 技術,可以用 92 號以上辛烷值標號的汽油。你也許已經看出來了:這臺發動機很多技術應用都是奔著提高熱效率和提高低轉速扭矩的方向去的。

▲雷克薩斯1.8L阿特金森循環發動機

首當其衝的就是這個特殊的發動機氣缸循環工作模式——阿特金森循環。

我們平時大多數的汽車發動機的氣缸工作模式都是奧托循環。奧托循環有個死穴——壓縮比等於膨脹比。形象一點來講,就像是一名拳擊手的短拳。當拳擊手近身短拳時,其拳頭是很有力道的,但拳手打短拳很容易累,因為拳手在蓄力時的收拳距離很短,積攢了很大的力道,然後剛剛打出了跟收拳一樣的距離後就要求收住, 積攢的多餘力量就在被停止的過程中浪費掉了。

奧托循環發動機也是這樣的道理,好不容易積攢了大量能量,但打出去後活塞因為氣缸結構原因強行被拉住了,導致積攢的能量被浪費掉,這樣就會導致發動機比較費油,也就是熱效率不高。

而阿特金森循環發動機與奧托循環發動機的最大不同,就在於其膨脹比大於壓縮比,也就是壓縮最少量的燃油氣體,但完成更長距離的做功。這就像拳手打了長拳,用一個短距離往身體一側拉動積攢力量,然後突然直直的伸出去打擊對方。這種情況下,拳頭的最終力量會比短拳小,但整個過程中是是用盡了拳頭的全部力量,每一拳的效率比較高,拳手能節省力氣。

豐田這臺發動機就是借用了這個原理,別看其壓縮比高達 13.1——如果是一般的奧托循環發動機的車子,這麼高的壓縮比用這麼低標號的汽油,非得直接震爆不可——但藉助 VVT-i 系統的氣門正時調整,可以讓整個發動機在一個奧托循環的氣缸下等效出阿特金森循環的效果。

其關鍵的奧秘,就是在於進氣門的第二工作階段的氣門晚關。這樣相當於一開始發動機吸入了大概 13.1份的空氣,然後進氣門沒關,活塞往上移動,發動機又從進氣門吐出了一部分。吐完部分空氣後,進氣門關閉,這時才開始進行氣體封閉壓縮的過程。也就是我大概壓縮了 9-10 份的燃油混合器,但最終做 13.1 份的功,阿特金森循環, 就此實現。

但這種做功方式,加上一個衝程大於缸徑的細長型發動機,有一個結果就是這個發動機的低扭會有些不足,而且最大馬力也不會太大。你啥時候聽說過長跑運動員的衝刺速度和最快速度能超越那些百米賽跑飛人?

所以這臺發動機雖然熱效率高,但最大馬力和最大扭矩的數據就有些難看了:最大馬力只有 99 匹,最大扭矩也不過 142Nm。但不論怎麼說,這臺發動機解決了出力的平順性和超高熱效率的問題。剩下的就是如何讓其能在低轉速下有最大 扭矩的問題,以及一個新問題——如何讓汽車的動力更有勁些。單單一個汽油機已經無計可施,就讓我們的新夥伴——電機登場吧。

電機&變速箱

MG1+MG2+E-CVT

如果在阿特金森循環的基礎上加大氣缸排量, 為發動機調整新技術,就可以在使用傳統變速箱的情況下完成節油和保證動力性的目的(馬自達創馳藍天發動機就是這麼幹的)。

但這種解決方案帶來一個情況——減下去的排量就沒有的意義,而且發動機的大小和重量將無法控制,變速箱的標定也需要重新匹配。對於豐田這個體量的車企來說, 其它或許都好辦,但排量嘛……畢竟有很多國家有排量稅這個問題,而且稅額不低。所以只能在排量儘量小的情況下,解決動力不足和扭矩提前爆發的問題。

這時,電機就成了新寵兒。要知道電機的動力輸出曲線跟渦輪發動機的特性差不多,甚至還要激進一些,進入工作後很快就能達到最大扭矩。所以,如果說通過電機的方式來彌補汽油發動機工作特性的不足,同時又能與其一同發力的話,那麼,前面說到的動力問題就迎刃而解了。

說到底電機的出現並不是為了成為新的動力來源,而是代替了原有的變速箱的位置 ——通過電機來調整整個車輛的動力輸出方式,使其能夠既具有渦輪車前段扭矩充足的優勢,又能夠有自吸車後段最大馬力充足的特徵。


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