就在这两天,2021款卡罗拉参数图片)正式上市,全系11款车型,售价11.98-15.98万元。新车除了依旧全系标配TSS 2.0丰田智行安全系统外,还需有必要注意一下的是,此次上市的新款卡罗拉,新增了一款TNGA全新1.5L动力,这款发动机与亚洲龙的2.0L发动机师出同源,代号M15,动力比已有的1.2T发动机更强,油耗更低。同时为用户更好的提供了1.2T+1.5L+HEV等多种动力选择,诚意十足。
咱们这篇文章就透过M15发动机来看看,以当下排放法规愈发严苛为大前提,车企向新能源方向大幅迈步和减缸运动的浪潮下,丰田这个技术保守的老牌大厂在干什么?
都知道消费者喜欢大排量,可是为什么车企发动机越做越小?究其原因还是限于日益严厉的法规。2013年3月20日,工信部、发改委、商务部、海关总署、质检总局五部委联合印发《乘用车企业平均燃料消耗量核算办法》,对企业平均燃料消耗量(CAFC)进行了明确规范,这就是我们常说的咖啡法案。
咖啡方案规定的不是咱们消费者,而是包含中国生产和整车进口在内的车企,并有计划的为其设定企业平均燃料消耗量目标值。以2020年举例,2020年CAFC法案的企业平均燃料消耗量目标值为百公里5L,众车企本年度所生产的全部汽车产品(包括新能源车型),平均燃料数值必须低于目标值。
怎么计算呢?打个比方,你的公司现在生产2种油耗的汽油车和1个纯电车:A动力汽油车百公里油耗8L,卖了1000辆;B动力汽油车百公里油耗6L,卖了1500辆;电动车油耗为零,再计算基于鼓励的车辆倍数(一辆算五辆),但只卖了200辆,平均油耗则为:
当然法案的具体计算方式,还需结合每年的低油耗车型的车辆倍数,比上述的举例更为复杂,但总的来看,法规终究是要求车企去生产/进口那些小排量汽车和新能源车型的。若车企没有达标当年的CAFC目标值,则会受到通报批评、停止新车申报、叫停产能扩容、不达标车型停产/限产等严厉处罚。
在CAFC法案的高压政策下,每个车企都只能另寻出路。就拿丰田来说,它的应对策略则为逐步增加轻混、插混、和纯电车型的占比,同时逐步降低纯燃油车型的油耗和整体产能。
但是还有个问题,即便你换成小排量涡轮增压发动机,你的百公里油耗目标也不一定可以达标,以卡罗拉的1.2T涡轮增压发动机举例,排量1197cc,116马力/185牛·米,综合油耗5.5L。对于丰田来说,这样一款主力发动机,5.5L的综合油耗虽然表现已经很不错,但它们急需一台功率更高,油耗更低的发动机,至此少了一个气缸的M 15 1.5L发动机应运而生。
这台缸数更少的1.5L发动机代号为M15,属于丰田Dynamic Force Engine发动机系列,与亚洲龙所搭载的M20发动机师出同门,都是TNGA时代下的全新产品。
大家都知道,TNGA模块化架构的出现,让丰田集团旗下车型的产品力大幅度的提高,更低的重心、更高的车身刚度、更好的视野、更高比例高强度钢材的使用,都让丰田集团旗下车型的产品力大幅提升。
而M15系列发动机,可谓丰田发动机工程师在技术方面的最新结晶,是少吃饭、多干活的典范。这台1.5L自然吸气发动机上限功率为121马力,峰值扭矩148牛·米,在少了一个气缸的前提下,动力和1.2T涡轮增压发动机打平。纠其最主要的原因,还是效率的提升,M15发动机热效率高达40%,属于量产民用车领域的佼佼者,可见TNGA驰享动能的优势。
如果小哥直接从技术层面展开,肯定会让大家一头雾水,咱们分成两部分,分别为M15发动机的优势和先天弊病的应对方式。
因为相比代号为9NR的1.2T发动机,M15少了一个气缸,导致曲轴、凸轮轴变短,气门、连杆等部件数量更少,所以M15体积更小,质量也就更轻,单个发动机质量仅为84.5kg,比前者轻了近25kg。同时M15更小的体积,让工程师在布置其在前机舱的位置时更加游刃有余,机舱整体布局和轴荷分布更加合理。
按照以往戏路,涡轮增压是一个神器,让小排量发动机的动力足以与多缸数大排量发动机抗衡。不过,丰田早就选择了一条更难的道路,从发动机的内部结构下功夫,提升混合气体在气缸内的火核成型速度,以此提升燃效效率。
简单做个计算,假设家用车一年跑2万公里,以北京地区92号汽油价格为例,油耗从5.5L降到5.1L,车主每年可节省476元,够一家子吃顿大餐了。
M15采用奥托和阿特金森双循环,气缸压缩比为行业领先13:1,行程缸径比1.2:1。M15的气门夹角为41°度,气门的进气道更直,同时,M15还针对进气门的直径、厚度、末端凸角的导流进行了一系列优化,进入气缸时流速更快、更畅通。
当新鲜空气进入气缸时,会带动缸内的多孔喷油嘴所喷出的油气,在缸内形成一股流速很快的滚流,快速滚动的混合气被点燃后,能在极短的时间内迅速燃烧,让火核成型更快、燃烧更均匀。
通俗理解,你可以把进气道理解为堆在地上的杂乱水管,当里边有水流经过时,肯定还是规整笔直的水管更顺畅。
至于缸内混合气体,你把它简单想象成一缸清水。传统发动机就是一缸平静的水,而M系列发动机则是被搅拌的滚动水。当你在缸壁旁点入一滴染料(火花塞点火),后者当然比前者晕染的速度更快,更均匀。
不过,因为M15少了一个气缸,虽重量更轻、体积更小,但因为气缸点火夹角的不平衡,会有一些先天结构上的弊病——共振。对此,M15逐步优化了平衡轴结构,并对发动机内部进行往复运动的部件进行了轻量化设计;在发动机进气通路上安装进气谐振器,通过共鸣腔抑制气流产生共鸣;在液力变矩器中增设叶轮和弹簧作为动态阻尼,降低特定转速频率的振动水平;使用液压支架悬置发动机;增设车身内装隔音材料等,驾乘感受与1.2T动力车型几乎没什么差异。
每当提到丰田时,人们都会联想到可靠、耐用等词汇。丰田品牌虽拥有很多业界领先的高精尖技术,在混动和燃料电池方面更是领导者,但相比其他厂商,它在新技术的投放策略上还是相对较为保守的。丰田作为可靠性的代名词,慎而又慎的它,此次逆势而为推出1.5L发动机,并且还投放给最为走量的卡罗拉身上,可谓给出了一个很明显的信号——我准备好了。
纵观全球市场,截至2020年末,丰田卡罗拉在全球的累计销量在全球突破4900万辆,已连续六年夺得全球单一车型销量冠军。对于国内市场,卡罗拉更是一汽丰田在紧凑型车领域的拳头产品,以月均3万台的数据证明着自己在同级市场的定位。
伴随着2021款卡罗拉的上市,HEV+1.2T+1.5L三种动力的出现,进一步丰富了车系阵容,也为广大购买的人带来了更多的选择。而M15作为源自TNGA架构的下的新产物,更轻、更小、更省油、更好的动力,相信品牌已经有着足够说服消费者的信心。若能很好的解决发动机抖动的弊病,对于品牌和用户来说确实算是不错的买卖。至于丰田能不能改变人类对于小发动机的固有认知,开创小排量自吸发动机的新纪元,还让我们值得期待。