丰田在2018年2月26日,正式于官方网站上公布以TNGA底盘平台为基础所开发出的新一代动力与传动系统,其中包含新款2.0升Dynamic Force汽油引擎、2.0升THS II油电复合动力、Direct Shift-CVT无级变速箱,以及新款6速手动与四驱系统等。
此外,由于原厂表示目标要在2023年前,于美国、欧洲、日本及中国等主要市场所销售的新车,80%的新车都使用新一代TNGA平台的动力与传动系统,也就是说丰田此波释出的新款动力与传动系统,有极高的机率将使用于新一代卡罗拉及荣放等丰田在国内的畅销车款之上。
丰田预计将在2023年前,让旗下80%的车款都使用以TNGA平台为基础所开发出的新动力与传动系统,原厂已为此架构出非常丰富的动力与传动系统组合,来对应不同款式与功能的车型。
既然重要性如此之高,因此我们除了首篇报道之外,本文将再花费篇幅进行机械结构细节的探讨,让我们读者能更了解丰田新动力与传动系统的进化重点。
Direct Shift-CVT无级变速箱,加入启动齿轮设计,强化加速反应
相较于之前的Super CVT-i,丰田这次发表的Direct Shift-CVT,从字义上便清楚表明它有着更直接的传递过程与效率,先从结果面来看,原厂表示Direct Shift-CVT将比目前的CVT变速箱在油耗经济性上改善6%。
丰田新推出的Direct Shift-CVT变速箱,加入全球首见的Launch Gear启动齿轮设计,将让该变速箱在低速运转状态拥有更快、更直接的反应。
其中最大功臣,在于加入原厂称为Launch Gear (启动齿轮) 的设计,丰田声称此设计为世界首例,主要重点在于低速域状态 (例如起步),变速箱将由一只额外设计的齿轮直接进行传动,来达到加速反应更直接的效果,而后的中高速域Launch Gear将脱离,系统切换为传统CVT运作。
原厂表示Launch Gear的加入,有效的降低了变速箱的输出负载,因此传动钢带和主、副普利盘的尺寸都得以缩小,运转惯性减小了,进而让齿比变化速度比以往增进20%,加速与再加速表现都将因此获得强化。
其余的改变,还包含传动V型钢带的夹角角度也比过去更小,能有效增进齿比变化反应与加速反应,搭配上更宽广的齿比变化范围,无论动力性能或省油性能均获得提升。
2.0升Dynamic Force Engine,高达40%的热效率
丰田新发表的2.0升Dynamic Force Engine直列4缸直喷汽油引擎,排气量为1,986c.c,压缩比为13,并采用97.6mm的长冲程式设定 (缸径为80.5mm),可输出169匹/6,600转的最大马力,以及205N.m/4,800转的最大扭矩。
新发表的2.0升Dynamic Force Engine汽油引擎,热效率达40%,并可输出169匹、205N.m的最大动力。
原厂表示该引擎具备高速燃烧科技与可变控制系统,再加上排气系统与冷却系统 (电子节温器与电子水泵浦) 的配合,达到更少的热损失,让热效率达到40%的水准,有效的将每一分燃油化作前进的力量,带来更好的性能输出与节能效果。
透过修改气门设置角度,并于气门座使用激光镀层,让2.0升Dynamic Force Engine引擎拥有更顺畅的进气过程,并可产生有助于燃油与空气混和的气旋,从上图中可清楚看出Dynamic Force Engine拥有比现行款引擎更快、更均匀的燃烧过程。(图为引擎燃烧室状态,图上:油气爆炸前、图下:油气爆炸中)
原厂另针对2.0升Dynamic Force Engine引擎的引擎脚进行镜面处里与激光刻划交叉槽线,来达到降低运转阻力与抗磨损的效果。
从原厂资料来看,原厂所述的高速燃烧科技 (High-speed combuSTIon technology),主要是透过增大气门设置角度,再加上激光镀层气门座,使其拥有更顺畅的进气过程,并可在燃烧室内创造出更大、更完整的涡流气旋,来让油气与空气的混和效果更好。从原厂释出的视频可以清楚看出,2.0升Dynamic Force Engine引擎比现行款式拥有更快速、更均匀的燃烧过程。
另一方面,原厂也在降低引擎运转阻力方面做出努力,主要在于活塞裙表面不仅经过镜面处里来降低运转阻力,表面更透过激光刻画出交叉槽线,原厂表示此举将可达到抗磨损的效果。
2.0升丰田 Hybrid System II (THS II) 油电系统
此具2.0升THS II油电复合动力系统,将在未来加入已在使用中的1.8升THS II与2.5升THS II油电系统的行列,搭载于不同车型上来提供更多元的选择。
图为2.0 THS II油电系统的PCU动力控制单元,有着比1.8 THS II更小、更轻的本体。
这套2.0升THS II油电系统,包含有上述所提到的2.0升Dynamic Force Engine汽油引擎、电动马达、PCU动力控制单元及镍氢电池模组。其中2.0升引擎的最大动力为143匹、180N.m,电动马达的最大动力则为109匹、202N.m。原厂目前尚未公布整个油电系统的综效最大马力。
电池部分,2.0升THS II所使用的镍氢电池比起1.8升THS II,电池容量维持在6.5安培小时,电压则从201.6伏特提升至216伏特,电池模组个数也从168个增加至180个。其余的进化还包含有PCU比1.8 THS II的体积缩小20%、重量减轻10%,发电机和电动马达的体积同样缩小,并拥有更好的运作效率。