从发动机热效率的提升，看车企如何自我变革

在汽车技术领域，汽车的动力性能和油耗属于二律背反，它们像一对冤家一样相生相克。许多汽车厂商为了平衡这二者的关系，可谓是绞尽脑汁。在发动机技术相对成熟的今天，要想打破桎梏创造出新的突破，难度极高。因此一些品牌纷纷转战新能源汽车市场，研发混合动力和纯电动汽车，希望能从其他途径找到汽车发展的新突破点。

目前，迫于环保的压力，各个国家都开始推行更为严苛的油耗标准。我国从2016年起逐步实行的第四阶段乘用车燃料消耗规划，预计在2020年将汽车企业所销售乘用车总量的平均燃油消耗降低至5升/百公里。

发动机领域再现历史性突破

在这种情况下，研发具有高燃烧效率、低油耗特点的发动机，及提升现有发动机的效率和技术就显得尤为关键，例如研发小排量涡轮增压发动机，像福特、本田推出1.0T发动机、大众推出1.2T发动机；或是继续改进现有发动机的技术和效率，如马自达推出创驰蓝天技术、丰田推出全新的Dynamic Force Engine发动机等做法，都是为了能有效地降低车辆耗能，从而拉低汽车企业的平均油耗，成为企业满足国家法规标准的有效途径。

尤其是丰田全新推出的Dynamic Force Engine发动机，这款搭载在全新一代凯美瑞上的新型直列四缸2.5L直喷发动机，是基于丰田TNGA架构专门开发的发动机。破天荒地把热效率提升至40%，这一技术的实现，在汽油发动机进化史上具有里程碑意义。

那么40%的热效率意味着什么

众所周知，发动机是将混合气燃烧产生的热能转化为动能的一种装置，混合气燃烧产生的热量并不能完全转化为动能，而这个转化率就是发动机的热效率。计算热效率是一个非常复杂的过程，但热效率提升带来的发动机性能提升却是显而易见的，首当其冲的便是油耗的降低及功率的提升。

由于发动机机械结构及材料的限制，其热效率一直维持在30%左右，很大一部分都是以热量的形式白白被浪费掉了，之前本田的地球梦技术将发动机热效率提升到了38%时，已经让整个汽车行业为之咋舌，这也是为什么在开篇时笔者认为丰田Dynamic Force Engine发动机将热效率提升至40%是一件革命性的事件。

那么丰田如何在现有的技术条件下实现热效率的突破呢？秘诀就在于其对发动机技术的执着及对细节的苛求。

众多的试验证明，混合气在气缸内的流动形状会影响到发动机的热效率，对此，丰田提出了strong tumble flow的概念即强劲湍流，也被媒体称作滚流，湍流的好处就是可以让混合气更加充分地燃烧。

为了获得更好的湍流效果，丰田对原有的发动机进行了多项改进，如进气门夹角由原来的约31°增大为约41°，气缸的缸径和冲程由原来的90mmX98mm改变为87.5mmX103.4mm，改变了原来的进气门座形状并采用激光熔覆进气门座，使用多孔直喷喷油嘴……

经过上述改进，可以让进气在气缸内有更强的涡旋式流动，这不但可以让喷油嘴喷出的混合气在气缸中充分的汽化、混合，同时火花塞点火时湍流将迅速充满整个燃烧室，不仅有助于混合气的完全燃烧，还有利于能量的释放，发动机的热效率自然会得到提升。

更为重要的是，之前各种提升发动机性能的技术手段，都伴随着发动机可靠性及维修保养成本的上升，而Dynamic Force Engine发动机则是在原有基础上进行“细节”上的提升，并不影响发动机的可靠性和维修保养成本，继续保持丰田多年来有口皆碑的产品稳定性。

以小见大，丰田的自我变革

不难发现，Dynamic Force Engine发动机在结构上并没有颠覆性的改变，但其40%的热效率却是突破性的，这也从侧面说明丰田对于技术的执着。相信在这一历史性的提升之后， “技术丰田”的品牌形象会更加深入人心，其重夺全球汽车销量冠军也只是时间问题。

在“年轮经营”法则之下，丰田在混动领域已经奠定了无人撼动的地位，如今能在传统汽油车领域再次取得突破，丰田这种精益求精的态度及对技术的敬畏，值得很多汽车企业学习。

而且伴随着技术方面的突破，以及得益于全新TNGA产品架构的改革，丰田的整体产品实力肯定会随之提升，这将重塑丰田在市场上的竞争格局。当搭载Dynamic Force Engine发动机全新一代凯美瑞上市后，目前B级市场的排序极有可能被改写，大众在B级车领域一家独大的局面或将成为历史。

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