丰马合体 世界最高热效率汽油机诞生！

前不久我写过一篇《日系转攻涡轮之道》的文章，里面涉及了日系六大车企，但唯独没有马自达，这引起了部分 友的不满。为此，小编我特意弥补一篇。不过，今天我要跟大家聊得可不是马自达的涡轮增压技术，而是其与丰田最新合作的1.5L自然吸气发动机！什么？你问这有什么新鲜的？如果我告诉你这是目前世界上热效率最高的汽油发动机，你是不是有点感兴趣了呢！

丰马联手

故事还得从丰马联手开始说起。2015年5月14日，丰田和马自达正式签署了一份长期的合作协议，主要涉及动力系统。即马自达将贡献出自家的创驰蓝天技术（SkyActiv汽/柴油发动机），以此获取丰田燃料电池FCV以及插电式混合动力plug-in-hybrid两项技术。注意！这里的亮点在于“5月14日”。

未婚先孕

就在丰马宣布合作的一周后，5月20日开幕的“2015人与车科技展”上，丰田便带来了一款1.5L自然吸气发动机。其身上拥有的电动VVT、4-2-1排气系统以及13.5的超高压缩比均让我们联想到马自达的创驰蓝天技术。而回想起一周前的丰马“联姻”，不禁虎躯一震，尼玛这么快“孩子”就出生了？

阿特金森遇上4-2-1排气

既然是孩子，那么就让我们看看其父母都拿出了怎样的基因。丰田方面，提供了阿特金森循环以及EGR废气再循环技术；而马自达则贡献出电动VVT和4-2-1排气。最终使其热效率高达38%！而目前市面上其余汽油发动机的热效率仅有20%-30%。

那么问题来了，热效率是什么鬼？

要回答这个问题，首先我们需要知道发动机是怎么工作的，也就是发动机的四冲程阶段。你可以把“进气”、”压缩“、”排气“想象成DOTA或LOL中的辅助角色，而”做功“则为Carry大哥位。实际上发动机工作就是”三辅助保一大哥“的道理。而混合气点燃便是”做功“的唯一技能。

点燃之后，燃料经燃烧、爆炸开始对外做功，这其中会经历不完全燃烧的损失、发动机冷却的损失、活塞上下运动的机械损失、克服进排气阻力的泵气损失以及废气排出的排气损失。最后只剩下少部分热能参与推动活塞、带动曲轴旋转，成为有效输出。

所以说热效率直接影响着发动机的输出功率。热效率越高，输出功率就越高，同时燃油经济性也越好，即越省油。不过有效功只有1个，而损失却有5个，以一敌五的环境注定热效率不会很高。但梦想这种事儿还是要有的，万一实现了呢？

上页铺垫完什么是热效率，下面开始进入主题，看看丰田和马自达是怎么联手使热效率提高至38%的。首先来说，这款发动机出自丰田旗下，其基本骨架、尺寸和燃烧技术均与2014年春推出的丰田1.3L发动机相同。只是改变了活塞冲程量，从而提高了发动机排量。此外，部分材质也由铸铁改为铝合金，实现了轻量化。

提高热效率一，阿特金森循环

为了提高热效率，丰田将老款适用于传统汽油机上的奥托循环改成了阿特金森循环，采用了短缸径长行程的设计（72.5mm×90.6mm），压缩比也由原来的10.5提高至13.5。当然也由于活塞冲程量的增加，发动机排量也由1.3L增至1.5L。那么奥托循环和阿特金森循环有什么区别？

可以看到，跟传统奥托循环相比，阿特金森循环的区别出现在压缩冲程阶段。通过推迟进气门关闭时间，在压缩冲程从进气门排出部分燃气，减少进气量，从而实现膨胀比大于压缩比，提高燃油利用率，达到节油的目的。而这控制进气阀开闭的时机便成了区分两者循环的关键所在，也就是我们常说的VVT（可变气门正时系统）。而此次丰田与马自达合作，从后者身上学到了电控VVT技术，并将其命名为VVT-iE。

提高热效率二，VVT-iE

VVT技术，经历多年的发展如今已出现过DVVT（进排气可变气门正时）、VVT-i（智能可变气门正时）、VVT-iW（可变气门正时智能广角）以及最新的VVT-iE（电控可变气门正时）。相比于普通的液压VVT技术，由电机控制的VVT-iE响应速度更快、控制更精确，而且可实现无级调节。

提高热效率三，4-2-1排气

随着压缩比的提高，气缸上止点（燃烧室）温度就会越高，就越容易产生爆震（异常燃烧）。而4-2-1排气系统就是为了避免爆震的产生。同时也减少了一部分泵气损失，也是变相提高热效率的方法之一。

提高热效率四，新型隔块

丰田在2014年推出的1.3L阿特金森发动机的时候，为其引入了一套名为Water Jacket的新型隔块，是一种运用物理方式堵住气缸冷却水的技术。如今，该隔块也应用于丰田新型1.5L发动机上。看样子未来大有普及之势。

除了降低气缸顶部温度外，该隔块还能使气缸中部温度升高（因为冷却水全部集中在气缸顶部），因此活塞和气缸壁的润滑油粘度降低，从而可减小摩擦。据官方介绍，新隔块的效果可使气缸上部的温度降低约20℃，同时使气缸中部的温度升高20℃左右。

提高热效率五，EGR废气再循环

EGR是通过与排气歧管和进气歧管相连，将一部分尾气重新引入到进气歧管中，再次参与燃烧从而减少氮氧化物（NOx）的排放。NOx主要是在高温富氧的条件下产生的，因此，EGR的主要目的也是为了降低燃烧室温度和减小氧气浓度。

专为混动而生

这款1.5L自吸发动机目前已搭载到丰田Corolla Axio和FIELDER混动版车型上，这两款车已经在日本上市。经日本JC08油耗测试显示，Axio成绩为23.4km/L，FIELDER为23.0km/L。而老款车型的成绩，Axio为20.0km/L，Fielder为19.6km/L。

注意，请不要简单换算成国内的“L/100km”的单位，因为测试方式不同，故不具备等量换算的意义。

在2015上海车展上，一汽丰田卡罗拉混动版以及广汽丰田雷凌混动版正式亮相。新车分别基于现款卡罗拉和雷凌打造，并引入了混合动力技术，其中动力部分采用的便是这台1.5L阿特金森循环汽油机。

此前，我们从 络中获悉了广汽丰田雷凌混动版车型的售价或将为13.18万元起售。而新车预计将于今年底正式上市销售。如果该价格属实，相信会对15万以内的车市带来不小冲击。

14款高热燃效新机

去年初，丰田曾表示截止2015年底前，将会陆续向市场投放共14款全新发动机。截止目前，已经亮相了8款发动机，排量涉及1.0L-2.7L，类型包括自然吸气、涡轮增压以及混合动力。而在接下来的半年时间中，按照计划，丰田还将陆续推出6款新机。虽然类型和排量均不尽相同，但它们都将遵循高热效率的宗旨，丰田表示至少会在36%以上！在未来，丰田的目标是将热效率提升至50%，而这才是丰田与马自达联手的最终目的。

写在最后：车企间的合作并不少见，但并不是每家合作都圆满成功。本着“没有永远朋友，只有永远利益”的市场规律，双方合作多半是互惠互利的。以丰田为例，为了达到50%的热效率，马自达创驰蓝天技术所造就的超高压缩比是丰田人急于所需；而马自达也因此换来了垂涎已久的丰田FCV燃料电池技术。

对于这次丰马合作，双方都很信心满满，但最终能否产出各自满意的产品，我们还需拭目以待。也祝愿他们能像孙悟天和特兰克斯一样，最终成功合体为惊诧世人的悟天克斯！