【國王學苑】解析《Toyota》新世代動力系統 ─ Dynamic Force引擎

2018-04-21 12:00:18

影片來源：Toyota

多數人看待Toyota車款的既有印象多半是平價、耐用、平凡，或者是...無趣。雖然這是Toyota品牌的一貫作風，但是在熱愛賽車運動的現任社長豐田章男領導之下，Toyota從內到外都開始有脫離舊有造車理念的跡象。從Toyota New Global Architecture (TNGA)底盤平台的出現來說，其設計除了順應模組化趨勢之外，也導入了歐系車款行之有年的底盤設計，讓配置前麥花臣懸吊、後多連桿懸吊的TNGA底盤平台在出現以後即獲得了「讓Toyota脫胎換骨」的評價。

▼Toyota在推出TNGA底盤平台以後廣受好評

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但是，Toyota的改變可不侷限在TNGA這個新的底盤平台，為了讓整體產品也同步更新，Toyota進行了一系列的動力系統革新來給予未來使用TNGA底盤的車款使用，包括了引擎、變速箱以及四輪傳動系統。本篇就要來介紹Toyota的動力系統革新計劃究竟有何特別之處，也一窺Toyota產品的未來走向。

Toyota新的動力系統陣容主軸強調增加「動力效率」，這裡指的效率可不只有燃油經濟性，而是包括了性能、輸出特性等整體效能的提升，他們希望藉此達成所謂「兼具環保的性能與操控樂趣」。

引擎

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首先，要來看看Toyota新世代動力系統陣容的核心－2.0升Dynamic Force自然進氣引擎。藉由Toyota的「高速燃燒科技」加上各式控制系統，Dynamic Force引擎達到了40%的熱效率(目前內燃機引擎普遍的熱效率還是落在30-35%)，Hybrid動力則可以達成41%的熱效率。這是如何辦到的？

為了提升汽缸內混合油氣燃燒的速度，Toyota首先將汽缸的缸徑從上一代引擎的90mm縮減為87.5mm，而為了維持同等的排氣量，Dynamic Force引擎將衝程從上一代引擎的98mm拉長到了103.4mm，並且把壓縮比拉高至13:1(Hybrid版本為14:1)。這個做法縮小了燃燒室的半徑，所以當混合油氣被火星塞引燃之後，能夠在更短的時間內擴散至整個燃燒室。

▼左為舊款引擎的缸徑與衝程；右為Dynamic Force引擎

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▼此為汽缸燃燒室的內視圖，可以看到右邊Dynamic Force引擎燃燒範圍幾乎遍佈整個汽缸時，舊款引擎的燃燒才剛開始擴散

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而為了增進燃燒速度與燃燒效率，Toyota針對Dynamic Force引擎的汽缸上座進行了許多修改，包括「將進排汽門夾角從舊有的31度增加至41度」、「把進氣道的角度拉直並且改變形狀」、「進汽門口使用了雷射塗層技術鍍上銅系合金來提高耐用度與氣密性」。這些改變讓Dynamic Force引擎的進氣氣流速度更快，進入燃燒室的角度也剛好能夠產生一道強勁的渦流讓油氣混合更均勻。另外Toyota也使用了新的D-4S噴油嘴以及點火線圈來幫助Dynamic Force引擎達成最佳燃燒效率。

▼右邊Dynamic Force引擎將汽門夾角擴大，仔細看汽門之間的結構也更加強壯

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▼Toyota將Dynamic Force引擎的進氣道拉直來提高進氣效率

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▼可以看見右方Dynamic Force引擎的進氣氣流更集中

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除此之外，Dynamic Force引擎的活塞在與汽缸接觸面的部分也進行鏡面處理來降低摩擦阻力，活塞裙的部分則用雷射雕刻技術刻出細微的溝槽來增加活塞抗磨損的能耐。

▼Dynamic Force引擎汽門口用上了雷射塗層技術鍍上銅系合金

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▼Dynamic Force引擎活塞裙刻有雷射溝槽

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Dynamic Force引擎也搭載了電子式水幫浦以及電子調溫器，讓這具新引擎得以更精確的控管引擎溫度，讓引擎處於最佳的工作溫度來提高運轉效率、降低燃油消耗。其他還有VVT-iE可變汽門正時系統、油量可調機油幫浦等許多控制系統，Toyota將其整合以後，ECU能夠判斷當下需要哪些裝置，進而停用不需要的控制裝置來達到節能的目的。

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在以上各種技術與系統的導入使用之下，Dynamic Force引擎擁有更好的燃油效率，同時性能也比上一代引擎有所提升，達到了171ps/6,600rpm、20.9kgm/4,800rpm的動力輸出，而Hybrid版本則有著146ps/6,000rpm、18.4kgm/4,400rpm的輸出表現，在效率與性能之間取得了一個平衡點，也提前達到未來排放法規的標準。

▼Dynamic Force引擎使用的D-4S噴油嘴擁有新的噴孔設計，讓燃油霧化形狀能夠配合進氣氣流

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