丰田40%热效率的2L汽油发动机长这个样子热效率为当今世界最高"

在“人与车技术展2018”(2018年5月23~25日、横滨)上丰田展示了热效率出众的2.0L排量直列4缸直喷汽油发动机“Dynamic Force Engine(2.0)”(图1)。这款发动机的最大热效率为40%，在为发动机车开发的2.0L汽油发动机中为当前世界最高。丰田技术人员表示丰田计划“将其配备在即将投放市场的新车型上”。

图1“Dynamic Force Engine(2.0)”2.0L直列4缸直喷汽油发动机

这款发动机是遵循丰田模块化设计“TNGA(ToyotaNewGlobalArchitecture)”理念开发的新型发动机。热循环采用了在高膨胀比下有利于提高热效率的阿特金森循环。具体来说就是，在超过下止点的压缩行程途中关闭进气阀，即“延迟关闭进气门的米勒循环”。冲程缸径比(冲程/缸径)为1.22的长冲程，压缩比为13。

此次开发的新型发动机属于以往的“ZR型”发动机之后的“M20A型”新系列。丰田的2.0L排量4缸汽油发动机按照“S型”、“AZ型”、ZR型、M20A型的顺序改进而来，“从ZR型到M20A型的改进程度最大”(前述技术人员)。这款新发动机不仅将热效率从38%提高了2个百分点，还提高了代表着技术水平的输出功率。最高输出功率为126kW(约171马力)，“是一款低燃耗，却不牺牲行驶性能的发动机”。

同时提高热效率和输出功率两方面指标的最关键点在于进气口的设计(图2)。首先，扩大了阀门的狭角，增大了阀门的直径，由此增加了空气流量;同时将进气口改为一直直线延伸到阀座表面的直筒口。这与2016年12月丰田发表的2.5L排量“Dynamic Force Engine(2.5)”的设计是一样的。

图2 发动机内部构造

将进气口改为直筒状，增强了滚流同时加大了空气的流量。由此获得快速燃烧，使得热效率和输出功率两个指标同时获得了提升。