丰田TNGA丰巢概念的新型动力总成

新开发2.0L汽油发动机、THSⅡ、CVT、6速MT

2018/05/23

概要

 丰田开发出全球销售的主力军—2.0L级别车型的新TNGA丰巢概念(Toyota New Global Architecture)动力总成。继首批以直列4缸2.5L汽油发动机为主的TNGA发动机之后,以2.0L汽油发动机为主的TNGA第2批发动机投放市场后,将为提高燃效和动力性能作出巨大贡献。

 用于FF(前置前驱)车的新型CVT采用全球首个“起步齿轮”机构,大幅提高了行驶性能与环境性能。此外,通过统一加工、组装等的标准,开发出可高速灵活生产不同机种的生产线,以期尽快为用户提供产品。

 丰田提出,到2023年,将TNGA动力总成配套车扩大至丰田车辆销量的约80%(以日本、美国、欧洲、中国市场为对象)、削减约18%的CO2排放量。

新型パワートレーン 新型パワートレーンラインナップ
新型动力总成 新型动力总成产品线

 

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扩大动力总成的产品线

 作为《丰田环境挑战2050》战略(到2050年为止将新车CO2排放量削减90%)的一部分,丰田正致力于新型动力总成的投放。销量的主力是发动机配套车,因此要削减90%的CO2排放量,需要提高动力总成整体的燃效。丰田希望能兼顾环保(节能、满足燃料多样化需求、普及环保车)以及对车辆乐趣的追求。

 丰田为了实现满足多样化需求的新型动力总成产品线,将利用模块化开发,到2021年为止,一口气推出19个机种的37个版本。为了提高发动机的生产效率,开发可高速灵活生产不同机种的生产线,同时还统一不同机种的工序与设备规格,加速对全球市场的投放。此外,提高发动机开发效率的同时,还将为提高生产效率作出贡献。将统一采用的结构与关键技术,通过将发动机的开发模块化,来提高开发效率,整合发动机的种类。

トヨタ環境チャレンジ2050 新型パワートレーンラインナップ 開発効率向上
丰田环境挑战2050 新型动力总成产品线 提高开发效率


新型直列4缸2.0L直喷汽油发动机

 新型直列4缸2.0L直喷汽油发动机推进了TNGA首款2.5L发动机的成熟,组配新开发的Direct Shift-CVT,采取自然进气的同时,动力性能及燃效性能也均凌驾于2.0L增压发动机之上。

新型直列4気筒2.0L直噴ガソリンエンジン エンジン概要
新型直列4缸2.0L直喷汽油发动机 发动机概要

 

 通过采用直接进气口和激光熔覆气门座,实现较强的滚流(纵涡流)与大流量。这样一来,能在更大区间内实现快速燃烧,将低燃效区间扩大至低负荷区间。

 此外,通过将汽缸内压力波形等物理量采用共通架构(共通技术),可大大缩短各个发动机的单独开发周期,提高开发效率。

エンジン比出力と熱効率 エンジン性能
发动机比功率与热效率 发动机性能


混合动力系统 (THSⅡ)

 新型2.0L发动机用混合动力系统(THSⅡ)通过使发动机的旋转速度线性上升,演绎具有上升感的加速感。起步时的加速由电机补充,之后发动机的转速与车速呈比例上升,实现如手动档一般的线性加速感。

新型2.0Lエンジン用THSⅡ 伸びのあるリニアな加速感
新型2.0L发动机用THSⅡ 线性持续的加速感

 

 新型动力控制单元(PCU)与原先用于1.8L发动机的PCU相比,小型化20%,轻量化10%,实现了在变速驱动桥上的配套。新型变速驱动桥通过采用减速齿轮的平行轴齿轮等,提高了传动效率。镍氢电池针对2L发动机,进行了小型化。

新型パワーコントロールユニット(PCU) 新型トランスアクスル新型Ni-MHバッテリー
新型动力控制单元(PCU) 新型变速驱动桥、新型镍氢电池


新型FF用宽速比CVT

 新型CVT在低转速一侧采用起步齿轮,在高转速一侧变为钢带驱动,同时实现了传动效率与宽速比(+15%)。

 通过采用起步齿轮,消除了由小径滑轮造成的钢带效率低下,使变速比区间扩大15%。此外,钢带夹角从11度收窄至9度,提高了变速速度。

新型FF用ワイドレンジCVT 新型CVT性能 新型CVT採用技術の詳細
新型FF用宽速比CVT 新型CVT性能 新型CVT的技术详情

 

 通过采用该起步齿轮,使车速与发动机转速同时上升,消除了CVT特有的rubber band feel(迟钝感)(发动机转速先上升,停歇一下后再进行加速)。实际起步时的加速G值也在全区间超过了原有CVT。

ワイドレンジ化したCVT 発進性能向上
宽速比CVT 提高起步性能


新型6速MT

 新型6速MT在倒档齿轮上也采用同步装置,提升了换档感。此外,利用iMT控制,升档或降档时(踩下离合器的时候)会自动调整发动机转速,实现平顺的变速操作。(自动进行换档时的跟趾动作 (heel & toe))

新型6速マニュアルトランスミッション 主な採用技術・性能 iMT制御
新型6速MT 采用的主要技术与性能 iMT控制


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关键词
丰田、TNGA、THSⅡ、CVT、HV、混合动力车

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