丰田新型直列4缸1.8LESTEC2ZR-FXE汽油机

丰田新型直列4缸1.8LESTEC2ZR-FXE汽油机

丰田针对第四代普锐斯开发了一种新型汽油机，该汽油机基于第三代普锐斯使用的2ZR-FXE汽油机，结合高热效率燃烧（ESTEC）技术对2ZR-FXE汽油机进行改造，由此得到具有更高热效率的 ESTEC2ZR-FXE汽油机，也成为了世界上第一款热效率超过40%的汽油机。

ESTEC2ZR-FXE汽油机与2ZR-FXE汽油机具有相同的基础结构，不同之处在于其采用了新型燃烧优化技术和先进的热管理技术。新型燃烧优化技术主要是对废气再循环（EGR）系统的改造，EGR在改善汽油机燃烧效率的同时，汽油机产生的爆震现象会限制 EGR率的取值。而ESTEC2ZR-FXE汽油机可以通过提高进气道滚流比，改善缸内湍流，实现汽油机缸内高速燃烧，降低EGR率限制。而在提高进气道滚流比时，通过对进气歧管进行计算流体动力学分析，并对活塞顶部表面进行平整化处理来实现。由此，使汽油机缸内持续燃烧时间大大降低，EGR率由原本的15%增加至25%。采用的先进热管理技术主要是设计了双回路冷却系统，一个回路用于汽油机本身，另一个回路用于废气余热再回收和车内空调暖风流通。由冷却系统中的一个节流阀门控制冷却回路的选择。在冷起动时，该冷却系统能够限制汽油机本身冷却回路中冷却液的流动，加快起动过程，降低预热损失。此外，采用冷却水套对汽油机缸体进行冷却，并在每个气缸的中下部包裹了一层EXPAD发泡橡胶，从而在保证汽油机缸体具有足够冷却性能的前提下，降低爆震发生的可能性。包括上述优化技术在内，ESTEC2ZR-FXE汽油机采用了50多种先进的燃烧优化技术，这些技术共同作用使 ESTEC 2ZR-FXE汽油机的最大热效率超过了40%。

ShinjiMatsuo etal.SAE 2016-01-0684.

编译：李臣