减排与电动化聊丰田TNGA架构动力系统

　　●长冲程、高压缩比的全新2.5L自然吸气发动机

　　新凯美瑞上搭载的2.5L自然吸气发动机是首款诞生自TNGA架构的发动机产品，其代号为“A25A-FXS”。这款发动机经过不同的调校后会搭载在传统燃油车型以及混合动力车型之上。

　　A25A-FXS发动机采用的是长冲程设计，活塞行程与气缸直径的比值为1.2。长冲程设计配合大调整范围、电机控制的进气门正时调节机构，可在部分负载区间实现膨胀比大于压缩比的阿特金森工作循环以提升发动机的燃油经济性。

　　应用在传统燃油车型上的A25A-FXS发动机压缩比为13:1，而应用在混合动力车型上的A25A-FXS发动机压缩比为14:1。在目前的中国市场上，只有马自达创驰蓝天系列发动机(排量为1.5L、2.0L、2.5L)采用了高达13:1的压缩比。采用更高的压缩比能够提升发动机的热效率，从而实现燃油经济性的提升，这也是未来发动机的重要发展方向之一。

　　一般的发动机气缸盖气门座位置会安装一个气门座圈，安装座圈后，气门工作时会直接与座圈接触而不是气缸盖气门座位置。这个气门座圈由合金铸铁或粉末冶金或奥氏体钢材料制成，耐高温和冲击载荷的能力比普通铸铁或铝合金强。气门座圈的存在可以延长气缸盖的使用寿命。A25A-FXS发动机利用激光熔覆工艺在气缸盖进气门气门座位置焊接上一层高强度的合金来充当气门座圈(熔覆合金后还需要进行后续的机加工，排气门依然采用传统的气门座圈实现增强耐久性的目的)。

　　在冷却系统方面，A25A-FXS发动机采用了电动水泵、水套垫片，并在气缸盖上集成了EGR废气再循环冷却管路。电子水泵工作时不直接消耗发动机动力，降低了发动机的负载；水套垫片对冷却液起到导流作用，能够在高负载工况时降低排气门附近的温度，降低爆震发生的几率，为发动机工作在高压缩比提供保证；EGR废气再循环冷却管路集成化对发动机小型化有一定的贡献。

　　4-2-1排气系统由于排气管路比普通的4-1排气系统更长，所以会导致三元催化器升温更慢。为解决这个问题，丰田在避免排气干涉的前提下缩短了4-2-1排气系统的管路长度，让发动机排气口更接近三元催化器；同时通过采用升温更快的三元催化器来满足暖机工况的排放指标。如果我们对比马自达的4-2-1排气系统以及该丰田发动机的排气系统，我们可以看出丰田的这套4-2-1排气系统管路更短、更直，这都是为了加速三元催化器升温的针对性设计。(点击查看马自达4-2-1排气系统解析)

　　相比现款凯美瑞上搭载的2.5L 5AR-FE发动机，应用在传统燃油车型上的A25A-FXS发动机热效率由5AR-FE发动机的35%提升至40%，最大马力提升了21马力，达到205马力，最大扭矩提升了15牛·米，达到250牛·米。A25A-FXS发动机相比旧款发动机，在动力性能和燃油经济性上有了全面的提升。这款发动机目前是世界上热效率最高的量产2.5L汽油发动机。

　　●优化液力变矩器后的8AT变速箱

　　TNGA架构下的这款应用在前置前驱车型上的8AT变速箱出自爱信(丰田是爱信的其中一个大股东)之手，国产全新凯美瑞即将搭载的就是这款变速箱。TNGA架构下的这款8AT变速箱(下称“丰田全新8AT变速箱”)在液力变矩器总成上有较大的优化。

　　液力变矩器总成主要由锁止离合器、扭转减振器和液力变矩器这三部分组成。丰田全新8AT变速箱采用了多片式锁止离合器，并扩大了锁止离合器的锁止范围(即在更低的车速下，锁止离合器就会结合，使发动机与变速箱之间实现刚性连接)，让车辆给人以更好的直接驱动感，提升了变速箱的传动效率和燃油经济性。

　　由于锁止离合器锁止范围的提升，液力变矩器不再需要传递非常大的扭矩，仅仅在起步时实现发动机与变速箱之间的传动工作，所以其尺寸可以设计得更小。同样的设计思路，我们在马自达创驰蓝天6AT变速箱上也能看到(点击查看创驰蓝天6AT变速箱拆解内容)。为了在锁止离合器结合后，有效抑制发动机的振动、冲击传递至变速箱，液力变矩器内部带有一个高阻尼扭转减振器。这个高阻尼减振器内部带有弹簧元件，可对振动和冲击起到缓冲作用。

　　相比旧款的6AT变速箱，丰田全新8AT变速箱的总长度缩小了5mm，齿轮箱的长度缩小了15mm。由于挡位数的增多，丰田全新8AT变速箱的齿比范围更宽广，有利于增强起步时的提速性能及高速巡航时的燃油经济性。

　　●应用在后驱车型上的10AT变速箱

　　除了上面介绍到的8AT变速箱外，TNGA架构下还有专为前置后驱车型而设计的10AT变速箱。这款全新的10AT变速箱同样由爱信打造。雷克萨斯LC500车型便采用了这款全新的10AT变速箱。丰田下一代皇冠也有可能会采用这款变速箱。

　　与上文介绍的用于横置发动机平台的8AT变速箱一样，这款全新10AT变速箱采用了多片式锁止离合器，同时增大了锁止离合器的锁止范围，让车辆给人以更好的直接驱动感，提升了变速箱的传动效率和燃油经济性。

　　该10AT变速箱主要是为高端车型或注重运动性能的车型配置的，所以其换挡速度至关重要。官方公布该变速箱的换挡时间为220毫秒。这与一直以换挡速度见长的双离合变速箱200毫秒(大众的数据)的换挡时间已非常接近了。

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