豐田新型直列4缸1.8LESTEC2ZR-FXE汽油機

豐田新型直列4缸1.8LESTEC2ZR-FXE汽油機

豐田針對第四代普銳斯開發(fā)了一種新型汽油機，該汽油機基于第三代普銳斯使用的2ZR-FXE汽油機，結合高熱效率燃燒（ESTEC）技術對2ZR-FXE汽油機進行改造，由此得到具有更高熱效率的 ESTEC2ZR-FXE汽油機，也成為了世界上第一款熱效率超過40%的汽油機。

ESTEC2ZR-FXE汽油機與2ZR-FXE汽油機具有相同的基礎結構，不同之處在于其采用了新型燃燒優(yōu)化技術和先進的熱管理技術。新型燃燒優(yōu)化技術主要是對廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)的改造，EGR在改善汽油機燃燒效率的同時，汽油機產生的爆震現象會限制 EGR率的取值。而ESTEC2ZR-FXE汽油機可以通過提高進氣道滾流比，改善缸內湍流，實現汽油機缸內高速燃燒，降低EGR率限制。而在提高進氣道滾流比時，通過對進氣歧管進行計算流體動力學分析，并對活塞頂部表面進行平整化處理來實現。由此，使汽油機缸內持續(xù)燃燒時間大大降低，EGR率由原本的15%增加至25%。采用的先進熱管理技術主要是設計了雙回路冷卻系統(tǒng)，一個回路用于汽油機本身，另一個回路用于廢氣余熱再回收和車內空調暖風流通。由冷卻系統(tǒng)中的一個節(jié)流閥門控制冷卻回路的選擇。在冷起動時，該冷卻系統(tǒng)能夠限制汽油機本身冷卻回路中冷卻液的流動，加快起動過程，降低預熱損失。此外，采用冷卻水套對汽油機缸體進行冷卻，并在每個氣缸的中下部包裹了一層EXPAD發(fā)泡橡膠，從而在保證汽油機缸體具有足夠冷卻性能的前提下，降低爆震發(fā)生的可能性。包括上述優(yōu)化技術在內，ESTEC2ZR-FXE汽油機采用了50多種先進的燃燒優(yōu)化技術，這些技術共同作用使 ESTEC 2ZR-FXE汽油機的最大熱效率超過了40%。

ShinjiMatsuo etal.SAE 2016-01-0684.

編譯：李臣