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从1.2T和TSS看丰田技术哲学:要经济耐用易普及

2016-12-14 11:31:45 来源: 中国财经网  跟贴 0

众所周知,丰田的混动技术早就已经是业界公认的标杆了,但是丰田的追求并不是技术的高冷,而是全面普及化。2015年7月丰田混动车型在全球累计销售超过800万台,2016年5月全球累计销量突破了900万台。作为节能环保的排头兵,丰田的技术显然可以说是既稳定又先进。

从去年开始丰田在国内也将混动车型普及到卡罗拉双擎和雷凌双擎等价格更为实惠的入门车型之上了,这直接将国内混动车型的起售价格从原来的20多万下降到了13.98万元。另一个鲜明的例证就是氢燃料电池车型,全球研发氢燃料电池技术的很多,但太多停留在展示阶段,丰田是第一个真正将氢燃料电池量产化的车型,“MIRAI未来”在2014年底就在日本面向公众销售,而且售价换算成人民币40万元上下(补贴后更在30万元左右)在消费者可承受的区间。在电能利用上,丰田近日宣布将新设立内部创新机构负责开发电动车,建立能够尽快将产品投放市场的体制。

这就是丰田的特点,它或许不是最快的那一个,但它一定是不玩噱头的那一个,无论是节能环保还是智能安全,要么不做,要做一定就做到可大规模普及。

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日前,球叔参加了一次丰田技术空间体验之旅。这次丰田主要向展示了最新的1.2L直喷涡轮增压发动机和Toyota Safety Sense丰田规避碰撞辅助套装先进技术并组织了试乘试驾体验。

坦率的说对汽车行家们来说1.2T涡轮增压不稀奇,因为在此之前PSA和大众都推出了1.2T发动机,但双循环、不烧机油、高可靠性、1500就最大扭矩的小排量涡轮发动机,丰田的1.2T却是第一款。

TSS丰田规避碰撞辅助套装拆分来看PCS预碰撞安全系统、LDA车道偏离警示系统、AHB自动调节远光灯系统、DRCC动态雷达巡航控制系统单一项也都不足为奇,这些技术各家也都有运用,但如果组合来看却很强大,而且各个配置的细节都很完善,如PCS预碰撞安全系统在速度差30公里范围可以完全避免碰撞,LDA车道偏离警示系统有方向纠正功能,这些都属于高阶版本,尤其是能够将国内并不重视的但却严重影响安全的AHB自动调节远光灯系统捆绑进组合体现了丰田对安全的高度重视,而不仅仅是为技术而技术。最最难得的是丰田要全面普及这些技术。

所以看着并不出众,但深入体验的话你会发现丰田的1.2T涡轮增压发动机和TSS丰田规避碰撞辅助套装依然创造很多业内第一而且堪称最完美的技术。

不为涡轮而涡轮,强动力、低油耗、高可靠、易保养都解决了才推出带T引擎

丰田在最近一轮涡轮增压发动机的推出的确不是最快的,数据参数也不是最强的。为什么别人能够快速推出涡轮增压发动机,而技术实力雄厚的丰田却要慢半拍呢?

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慢半拍并不代表丰田拿不出最强的涡轮增压技术而是丰田要推出的涡轮增压发动机必须是完美平衡的。早在八十年代,丰田就已经拥有动力非常强悍的涡轮增压发动机。其中比较知名的有搭载在丰田牛魔王Supra上的2JZ-GTE以及为丰田登顶WRC立下汗马功劳的3S-GTE。但性能车和民用车需求不同,性能车追求动力,民用在追求动力的同时还需要省油、可靠、维护成本低。早在2005就立项开发2.0T发动机,当时涡轮增压发动机实际还未兴起。丰田完全可以抢先推出,无非就是涡轮增压、直喷这些技术,但丰田并没有这么做,原因很简单,这样简单的涡轮增压发动机并不完美,比如热效率、可靠性、保养成本都不是最好的。

十年磨一剑的丰田2.0升 D-4ST涡轮增压发动机采用了缸内直喷+进气歧管双喷射、双涡管、奥托循环+阿特金森双循环和水冷式中冷器四大全球先进技术(负责任的讲到目前为止绝对是这个级别技术最先进最完美的发动机),它的热效率达到史无前例的36%,并且通过特殊的增压专用曲轴箱换气系统彻底解决了涡轮增压发动机烧机油的问题(和自然吸气一样的机油更换频率),最近两年,大众、奥迪新一代涡轮发动机也采用双喷系统,但2005年丰田就世界首创D-4S双喷射技术,创造性融合缸内直喷和歧管喷射技术。足见丰田的技术全面领先性。

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不仅仅是1.2L涡轮增压发动机而是D-4T+Super-CVT-i一整套全新的动力系统

而1.2升的D-4T 发动机开发的难度并不低于2.0T,甚至难度更大,原因是2.0T的车型售价20万元以上,成本有活动余地,而目前搭载1.2升的D-4T的卡罗拉和雷凌起步价才10.98万元。要在低成本的情况下保证技术先进性、动力性能、节油性能、可靠性以及低成本养护等多方面综合优势难度更大(单单低转高扭矩这一点就是难题)。那么怎么做呢,丰田给出的全套方案是连变速器也一起重新开发,也就是D-4T+Super-CVT-i一整套全新的动力系统。

融合了混合动力和自然吸气技术的奥托循环+阿特金森双循环的1.2升D-4T发动机,最大热效率达到36%

丰田首先将混动技术移植进入涡轮增压发动机,采用奥托循环+阿特金森双循环(国内小排量带T发动机中独此一家)。汽油发动机普遍采用奥托循环,它能拥有强劲的动力,但油耗不占优势,而阿特金森循环非常省油(混合动力引擎技术),但高转动力却是短板。如果能在同一台发动机上同时实现阿特金森循环和奥托循环,那就能集强劲动力与经济省油于一身,丰田工程师在原有可变气门正时技术的基础上,增加了一组活动组件,实现了对气门做更大范围和更精准的控制。从而让D-4T发动机能够在两种循环间切换,该省油时能省油,要来劲时也有劲,这就是丰田最新的VVT-iW可变正时气门技术。

与此同时它的也采用了高滚流进气道等高速燃烧,并通过冷热不同的直喷方式提高销量,最终融合了混合动力和自然吸气等技术1.2升D-4T发动机,最大热效率与2.0升D-4ST一样达到36%,居于全球顶级水平。

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30km/h到60km/h常用区间加速出色,1500到4000转保持最大扭矩获得理想的加速G曲线,从容安静快捷的加速而不是歇斯里底的加速是它出色体验的核心优势

如果只有高热效率并不能体现涡轮增压发动机的优势,但1.2升的排量并不大,即便是涡轮增压直喷,它也不可能做到2.0T那样强劲的全速度加速表现。那么怎么解决呢?丰田的工程师给出的答案是从加速G曲线的角度来破解,重点提升用户30km/h到60km/h加速的体验,保证该区域有快速线性的加速感受,而且转速不能太高否则噪音会增大。无论从功率还是扭矩来看,D-4T都实现了比竞品更宽泛的转速区间,而且最大扭矩可以在1500转到来(懂行的都知道如此小排量在1500转达到最大扭矩这个难度大到不可想象),算是目前小排量发动机里做的最出色的。为了实现安静舒适快捷的加速体验,D-4T采用了高效率小型涡轮、采用水冷中冷器的小型进气系统,并与Super-CVT-i搭配调节。

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丰田这款1.2T发动机的工作原理也不同于传统的涡轮增压发动机,只在加速或爬坡等需要较大动力时才进行增压,而正常行驶情况下则不启动涡轮,以提升燃油经济性。而从实际情况来看,搭载这款发动机的卡罗拉等车型工信部百公里综合油耗仅为5.4L(不能光看这一数据,实际对比下来你会发现它的省油能力比竞品更强),确实是一个极为优异的成绩。

光说不练是假把式,丰田说这款1.2T发动机怎么先进都行,但实际开起来如何才是真本事。仅从数据上来看,这款发动机最大输出功率为116马力,峰值扭矩185Nm,与市场主流1.2T发动机相比,仅看数据,似乎互有高低,没有明显优势。但当我们实际驾驶搭载这款1.2T发动机的卡罗拉来,它的动力表现,加速静音性都不像传统小排量涡轮增压发动机,在30km/h到60km/h常用的中段加速体验,它的提速快捷线性,而且声音并不尖锐,明显要优于原来的1.6L自吸车型,如果仅仅是城市日常驾驶的话,我们认为它的表现甚至要强过更为高阶的1.8L动力车型,低转速高扭是这款1.2T发动机得以赋予卡罗拉更强动力表现同时又能做到低油耗的重要特性。

不烧机油,与自然吸气一样的低成本易保养这是丰田1.2升D-4T发动机突出优势

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给用户提供一辆技术先进的涡轮增压直喷发动机很容易,但如果因为技术先进而增加用户的开支,对于10万元级别的家轿来说就是最不合理的了。丰田的理念绝对不可能允许这样坑消费者的行为。因此丰田工程师必须解决 “烧机油”这一涡轮发动机老大难的问题,所有就有了全球独创的增压专用曲轴箱换气,通过加设独特的高压喷射泵,将窜气(“窜气”是指通过气缸和活塞的间隙向下泄漏的未完全燃烧的混合气体,会导致机油劣化而出现发动机的“烧机油”问题。)再次送回进气道里,增压的同时进行换气,这样即可有效减少窜气与机油接触的机会,从而有效解决了涡轮增压发动机机油消耗量大的问题。它的机油消耗量做到了和自然吸气发动机完全相同,低成本易保养这对家用车型来说尤其难能可贵。

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技术先进是好事,要是太娇气了就会给用户带来麻烦,作为面向广大家庭的动力系统,丰田推出的1.2升D-4T涡轮增压发动机必须是皮实耐用可靠的。对涡轮增压发动机可靠性最大的挑战是因为燃烧室压力增大,涡轮增压发动机发生爆震的几率更大,极易损坏发动机。为此丰田选择从源头入手——爆震的根本原因就是高温高压的气体,丰田在涡轮到进气门之间设立了一个水冷式中冷器,同时采用缸内直喷技术,降低燃烧室的温度从而抑制爆震发生,最大限度地发挥发动机的性能,并提高了耐久性。大家都知道,一般一辆车如果挂着丰田标,无论是技术先进到什么程度,至少皮实耐用是跑不掉的。

实际上,1.2升D-4T涡轮增压发动机的推出只是丰田将节能环保技术普及到家用市场的一个例证,这是丰田提出了到2050年实现“新车CO2零排放”这一极具挑战性的愿景的有序推进的一步。而另一方面,面对交通事故等安全问题,早在21世纪初丰田就提出了“交通事故零伤亡”的愿景。亦如零排放的推进过程一样,这也有个逐步发展的过程。丰田的计划是分多步骤实现,未来实现自动驾驶。但光有概念和愿景并不是丰田的特点,它更关注当下脚踏实地的有序推进,因此2015年丰田推出了“Toyota Safety Sense(简称TSS)丰田规避碰撞辅助套装”(按照丰田的规划该系统分三代走)。

Toyota Safety Sense (TSS)丰田规避碰撞辅助套装——不为技术而技术,但为有效降低事故安全而普及

当前的TSS是第一代,包括预碰撞安全系统(PCS)、车道偏离警示系统(LDA)、自动调节远光灯系统(AHB)、动态雷达巡航控制系统(DRCC)4项功能。这些功能其实各家也差不多都有。但丰田最难得的是它的这个组合并不是简单的根据配置热点来的,而是根据丰田对影响交通事故的比例所来开发和配置的,最简单的就是其它车企热衷于盲区监测,丰田的调研发现夜间的远光灯更影响安全,因此TSS这套智行安全系统匹配了自动调节远光灯系统(AHB)而放弃了其它车企热衷吹嘘的的盲区监测(实际上丰田也有这项配置)。

丰田计划在最近几年快速普及这个套装,国内第一款搭载该套装的并是今年8月上市的一汽丰田新RAV4荣放,未来我们则会在10~15万元级别卡罗拉/雷凌甚至7~11万元级别威驰/致炫车型上看到这个套装。据丰田表示,在2020年这套TSS安全系统就会在旗下所有车型上搭载,基于这套系统开放的自动驾驶技术也将在届时面世。这是为丰田实现交通事故“零伤亡”的终极目标踏出的坚实一步了。

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DRCC动态雷达巡航控制系统可以主动减速和提速 保持行车安全

先说TSS的DRCC动态雷达巡航控制系统,这个名词大家似乎很少听到,实际上,丰田的DRCC就是ACC自适应巡航的一种(比如ESP丰田就叫VSC)。它和常见的定速巡航最大的不同在于,一旦前方车辆速度变化,它能够实现在高速上自动跟车巡航加速和减速的功能。比如,当你设定120km/h的速度行驶时,前方出现一辆行驶速度100km/h的车,被毫米波雷达和单反摄像头识别后,DRCC开始进行减速控制,使你的车速也降至100km/h,从而保持车距(车距可以设定三档距离);当前方车辆驶离时,你的车速再平稳加速到120km/h。TSS丰田规避碰撞辅助套装中的DRCC的时速范围设定可以在45km/h到180km/h区间享受自动巡航的驾驶乐趣。

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需要特别指出的是丰田的诚信和严谨首先在于它的名称非常规范,而不是夸大功能。在别的厂家都叫ACC自适应巡航,丰田对这个系统的命名叫动态雷达巡航控制系统,更加准确也更加诚实。因为实际上它并不能做到自动驾驶的100%安全(特斯拉就因为这个误导了很多车主以至于酿成惨案),它是智能辅助系统减量减少操作和提高行车安全,而不是自动驾驶。

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PCS预碰撞安全系统:城市行车降低碰撞损伤甚至完全避免碰撞

PCS预碰撞安全系统是一项非常重要主动安全系统,它主要目的就是预防前方突然出现车辆或者前车突然减速,驾驶者注意力分散未能及时作出判断,来不及刹车或者刹车慢了,而出现了即将与前方车辆形成碰撞的危险时,预碰撞安全系统便会启动。首先,系统会以警报声提示驾驶员存在危险,如果危险进一步加大,可通过强劲有力的辅助刹车和自动刹车功能,预防发生碰撞事故或减轻碰撞受损程度。这项功能在30公里每小时的速度差内是可以完全避免碰撞的。

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LDA车道偏离警示系统

丰田的LDA车道偏离警示系统其实只是谦虚的叫法,它实际上还包含了简单的车道保持辅助功能(很多车企的车道偏离警示真不具备该功能)。它的主要作用是,在长时间驾驶的环境下,党驾驶员出行疲劳,车辆在未打开转向信号灯的情况下出行偏离轨道的时候,系统通过摄像头识别道路标线,通过警示音和仪表盘显示的信息提醒驾驶者,若驾驶者没有反应,车辆会自动给方向盘施加一定的力,让车辆尽量保持在原有车道,从而预防因车辆偏离车道而引发事故降低不可预知的危险。

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AHB自动调节远光灯系统

自适应远光灯,大家可能见的不多了,因为匹配的车型不多,但这个配置是我们极力希望所有的车辆都能配备的一个功能。

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中国人开车,大家最痛恨的就是夜间会车对方开着远光灯,强光射来驾驶者眩晕,看不清近处的环境,最易造成安全事故,即便成功避开碰撞也容易因为出现紧急危险而惊吓。但有时候开车疲惫忘记打开远光灯,自己车辆又容易出事故且误伤了行人。在国人驾驶经验和安全意识不够的情况下,夜间行车危险极高。如果有了自动调节远光灯系统(这套系统一般也包含了近光灯自动开闭)夜间行车照明安全的问题不存在了,既能保证自己行车安全(当通过摄像头探测到周围光源不足时,就会自动切换远光灯,保证自身的行车视野亮度),也能够提供更加安全的行车灯光环境(探测到前方的车辆光源时,则会自动切换近光灯强制关闭远光灯)。

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其实无论是混动、氢燃料电池、纯电动汽车还是1.2升D-4T小排量涡轮增压直喷发动机,还是Toyota Safety Sense (TSS)丰田规避碰撞辅助套装主动安全技术的研发,我们都可以发现丰田的理念,绝对不是为技术而技术,也不是为概念而概念,它不是最快的那一个也不是最有噱头炒作的那一个,但它一定是节能、环保、安全、可靠、易用且能够分享给所有人的那一个。它要的不仅是车主的驾乘舒适和安全,更追求创造人、汽车、环境三者和谐相处。


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