3 混合动力发动机
    3．1概述
    普锐斯采用为应用混合动力系统而研发的INZ-FXE发动机，其型号“INZ-FXE”中的“X”表示此发动机采用了高膨胀率Atkinsion（阿特金森）循环。该发动机还采用了VVTi（智能可变气门正时系统）和ETCS-i（智能电子节气门控制系统）以实现其高性能、静谧性、燃油经济性和排放清洁性。在此发动机中，通过减少活塞各部分的摩擦来提高燃油效率，以实现对燃油经济性和低排放性的进一步提高。发动机规格见表9。


    普税斯混合动力汽车采用1.5L汽油发动机，这种1.5L汽油发动机具有以下特点。
    1．采用WT-i和高膨胀比的Atkinson循环如图104所示

    传统的汽油发动机的压缩行程和膨胀行程完全相同，所以它的压缩比和膨胀比也基本相同。如果想要使膨胀比增加，也必须要增加压缩比，但随着压缩比的增高，热效率增长幅度越来越小；压缩比增高使压缩压力、最高燃烧压力均升高，故使内燃机机械效率下降。汽油机压缩比过高容易产生爆震，严重时甚至会导致汽油发动机产生爆炸。因此，发动机的压缩比限制了发动机的膨胀比的增长。如果采用增加膨胀比的方式就可以提高汽油发动机的功率和降低排气污染。
    普锐斯混合动力汽车的发动机，采用具有高膨胀比的Atkinson循环，可以有效地解决上述问题。在高效率、高膨胀比的Atkinson循环中，进气门开启的时间被延长到压缩行程开始之后，这样使气缸中一部分混合气在活塞开始上升时被压回到进气管中去，也就是延迟了实际压缩行程开始的时间，其结果是在没有提高实际压缩比的情况下，却提高了膨胀比，提高了发动机的能量转换效率。由于采用了这种先进的Atkinson循环技术，使得THS的百公里油耗可以达到3.6 L/ 100 km的高水平。

    2．采用先进的控制技术
    发动机由中央控制器按“开一关”的控制模式进行控制，在汽车停车和低速行驶时，发动机可以自动关闭，当汽车速度超过一挡规定速度时，发动机能够自动启动。这样，在THS的控制系统的控制下，预先设置发动机最佳工作运转范围，发动机只能是在这个运转范围内工作，其效率比传统发动机的效率高80%，其燃料消耗率约为28 km/L；该发动机与同样排量为1.5L带自动变速器的丰田“花冠”牌内燃机汽车的燃料消耗率14 km/L相比，效率几乎提高了1倍。CO2的排放量为传统轿车的1/2，而CO、HC和NOx的排放量仅为传统轿车的1/10，达到“超低污染”的排放要求。
    3．采用先进的发动机结构
    Atkinson循环发动机采用紧凑型倾斜式挤气燃烧室，进一步提高了这种发动机的热效率，还采用了可变正时系统，能够根据发动机工况的变化，自动调整进气门的开闭时间，使得进气门的开启时间与发动机运行工况相协调，以保持发动机在不同的工况下运转时，总是处于高效率状态。另一方面，发机节气门的开度也可以调节，能够减少发动机在部分负荷时进气管中的真空度，降低泵气的能量损失，提高发动机的经济性。发动机采用铝合金制造的缸体，在结构上做了进一步的改进，使得发动机的尺寸和质量都比传统的发动机有所减小。
    4．降低发动机转速、减小质量和体积、降低摩擦损耗
    控制发动机基本保持在4000 r/min左右的转速下稳定地运转，发动机转速没有像普通轿车发动机那样高，由于工作转速较低，发动机的曲轴直径可以做得较小，活塞的往复次数减少，活塞的运动速度降低，活塞环的弹性张力减小，气门开闭次数减少，气门弹簧的负荷等都相应降低，这些改变都能有效地降低运动副之间的摩擦损耗，同时可以减小零部件的摩擦损失和延长各种零件的寿命。另外，发动机各个部分所受到的作用力相应小一些，强度也相应地降低一些。连杆、曲轴等零部件的尺寸做得更小一些，在发动机上采用铝合金气缸体、结构紧凑的气体管道和采用各种轻量化的结构件等技术措施，减小了发动机的总质量，减小了发动机的外形尺寸。通过减小活塞各部分的摩擦来提高发动机燃烧效率，以进一步提高燃油经济性和低排放性。
    5．采用特殊的冷却液热存储系统
    在2004年以后的丰田普锐斯混合动力汽车上采用特殊的冷却液热存储系统，在冷却系统增加了冷却液储热箱，将热冷却液存储在冷却液储热箱内，可将1760F的热冷却液保温达3天之久。当发动机冷启动时冷却系统用辅助水泵将热冷却液送到发动机，发动机“预热”可降低HC排放。
    6．普锐斯混合动力汽车发动机进气歧管
    由于在Atkinson循环的压缩冲程期间，有些空气会被迫返回进气歧管，1NZ-FXE发动机进气歧管有一段大的涌气管，以便用来存储额外的进气量。此外，进气歧管长度缩短，以提高进气效率，如图105所示为进气歧管。

上一页  [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18]  下一页