【发动机整体】
为了获得更好的轻量化,这台6ZR-FAE发动机主要组件采用了铝合金材料。
发动机前端设置的曲轴皮带轮组采用了自动张紧器,用以张紧驱动水泵、空调压缩机等部件的多楔皮带,保证了皮带始终具有合适的张紧度,降低噪音,并延长了相关组件的使用寿命。
由上面两张图得知,这台2.0L发动机主要包括气门室罩、凸轮轴框架、缸盖、缸体、缸体下裙和油底壳几个层级,其中仅油底壳为钢板一体冲压而成,其余均采用了轻量化铝合金材料。
缸盖后端设置了连续可变气门升程控制等组件,这也是这台发动机中最为核心的机构之一。
气门室罩盖上方设置了机油加注口,进排气正时可变电磁阀,四支独立的点火线圈和凸轮轴位置传感器等。
发动机曲轴盘设置了扭转减震器,即曲轴盘内外轮盘之间设置了一层橡胶减震装置,发动机运转时能减少曲轴传递过来的异常振动。
气门室罩末端设置了凸轮轴位置传感器和进气门升程连续可变组件,如上图中箭头所指位置。
【缸盖及正时组件】
拆卸发动机气门室罩前,需要取下四支独立的点火线圈,这台2.0L发动机点火线圈和长效火花塞均为DENSO提供配套。
气门室罩为铝合金材质,由多条螺栓固定。
气门室罩同时整合了曲轴箱强制通风系统,如上图所示,在气门室罩上排气管内侧,设置了油气分离装置,避免过多油液随同排出。
另外在气门室罩内侧还设置了单独的油管,这条油管接壤缸盖上的主油道,润滑油通过该管路为凸轮轴和连续可变气门升程机构提供足够的润滑。
气门室罩结合面采用了整体式O型胶圈进行密封,减少了跑冒滴漏的情况。
上图为凸轮轴部分,如果对发动机有所了解的车友应该能看到进排气正时可变电磁阀和相关管路之间同样采用了一体式密封圈。
凸轮轴尾端设置了“缺口”,气门室罩上安装的相关传感器通过这里来准确判断凸轮轴的位置,从而更好的控制配气相位,以达到更高的效率。
荣放这台2.0L发动机采用了正时链条,具有运转噪音小、使用寿命长、免维护等优点。
曲轴盘设置两级链轮,其中一级链轮通过正时链条驱动顶置双凸轮轴,并且在曲轴链轮和凸轮轴链轮之间设置了导链板,主要起到引导链条走向,张紧链条,降低链条运转噪音的作用。另另外一级链轮用来驱动机油泵,同样设置了导链板并起到了张紧链条的作用。
正时链条组件工作时,整体近乎浸泡在润滑油中,因此能减少磨损、降低噪音,延长使用寿命。
对于用户而言,日常做好车辆定期保养,定期更换润滑油即可完成正时链条组件的养护。
这台2.0L发动机采用的正时链条几乎等同于整车寿命,用户只需做好定期保养,如无意外,终身不用更换。
荣放这台2.0L发动机在气门室罩和气缸盖之间设置了凸轮轴工作支架,进排气凸轮轴及连续可变气门升程机构均安装在此支架上。
如上图所示,上方为排气凸轮轴,共设置了8个凸轮,分别直接驱动8个排气门。
下方为进气凸轮轴,仅设置了4个凸轮,这4个凸轮驱动进气门气门升程控制机构,再由气门升程控制机构驱动8个进气门。
从上图中,我们能清楚的看到气门升程控制机构中同样设置了8个凸轮,分别直接驱动8个进气门。
这台2.0L发动机搭载的VALVEMATIC 连续可变气门升程控制系统具有结构相对简单、轻量化、低摩擦等优点。对于机械来说,结构越简单其后期相对故障率就越低。
该机构主要包括凸轮轴、中间轴、摇臂、滚轮摇臂、摇臂推动机构,该机构工作时,中间轴通过斜齿轮带动两个摇臂推杆和滚轮,凸轮轴转动时,凸轮推动滚轮,滚轮带动中间轴,联动摇臂推杆推动进气门摇臂轴上的滚子轴承,从而打开或者关闭气门。(注:图中“扬程”即气门升程)
摇臂推杆和滚轮摇臂的斜齿轮方向相反,因此中间轴旋转时,摇臂推杆和滚轮摇臂会向相反的方向旋转,因此两者之间夹角会发生变化,夹角增大,气门升程增大,夹角减小,气门升程减小。
这是6ZR-FAE发动机配气机构中相当重要的组成部分,和其他采用气门可变升程的发动机相比,丰田VALVEMATIC 连续可变气门升程控制系统还有着结构简单,体积小,重量轻等优点。据丰田官方发布参数指出,该机构能提升10%的动力,降低5%-10%的油耗。
取下凸轮轴支架之后,进排气门分列两侧,气门上方设置了滚子轴承摇臂。
排气凸轮轴上的凸轮直接驱动摇臂上的滚子轴承,推动排气门打开或者关闭;
进气凸轮轴上的凸轮则驱动“气门升程可变机构”中的滚轮,进而联动中间轴上的摇臂推杆,推动滚子轴承摇臂打开或者关闭进气门。
相对于滑动摩擦来说,滚动摩擦有着阻力更小、磨损更少的优势,对于汽车发动机而言就是降低了噪音、延长了使用寿命。
取下滚子轴承摇臂之后,我们能看到在两排气门外侧还设置了液力挺柱,这种形式的气门挺柱有自动调整气门间隙的作用,主要通过机油压力来实现,目的同样是为了减少发动机运转噪音。
【发动机其他部分】
上图为气缸盖和气缸体结合面,我们能看到每个气缸设置了4支气门,其中直径较大的为进气门,直径较小的为排气门。
该缸盖中设置了“水道”,保证该部件始终处于正常工作温度,在冬季有有利于保持整机温度。
缸体组件中主要包括曲柄连杆机构,活塞及活塞销、活塞环等,如上图所示,缸体同样设置了水套,并且水套将缸桶全部包裹起来,也有利于冷机快速升温。
荣放搭载的这台2.0L自然吸气发动机为了获得更好的充气效率,在进气歧管方面也另有玄机,它装备了可变进气歧管。
上图中的连杆摇臂机构就是控制进气歧管内部的隔板,在发动机低速运转时,进气流经较长的通道,利用进气惯性增压提高充气效率。在发动机高速运转时,相关机构打开隔板,进气管路变短,直径变大,以便供给足量空气。
进气歧管采用重量较轻的工程塑料制成,歧管内壁也较为光滑,减小了进气阻力。
工程塑料材质的进气歧管和铝合金材质的气缸盖连接,它们之间设置了一体式O型密封圈,保证了可靠的密封性。
其实,荣放搭载的这台2.0L发动机还有很多优点,要说集丰田汽车技术之大成也不为过,这一篇文章主要起到抛砖引玉的作用,欢迎各位车友达人和业内专家更多交流。
综述:
通过拆解荣放搭载的这台发动机,我们能看到这台发动机在本身轻量化方面的努力,并且致力于提高充气效率以获得更好的动力输出和更高的燃油经济性,同时在配气机构的优化方面也花了不少心思。
这台发动机搭载的VALVEMATIC 连续可变气门升程控制系统和其他品牌发动机中搭载的同类系统相比,具有结构简单、体积小、重量轻等优点,还保证了具备同样的效果,这也说明在发动机技术方面,丰田汽车确实有独树一帜的本事。
一汽丰田一直致力于为用户提供更为可靠的产品,提供更加优秀的驾乘品质,自然吸气发动机在驾驶平顺方面有着先天优势,并且结构更简单,相对故障率更低,这也是荣放在满足城市SUV需求的基础上,在恶劣路况下表现同样优异的根本之一,同时后期养护成本也有所优势。站在顾客立场从长远来看,选择一台自然吸气发动机在整个用车生命周期内享受到了更为顺畅的驾乘体验,并且又占尽省心省力省钱的利是。
如果您打算购买一台城市SUV,不妨试试荣放在拥堵路况下的驾乘表现,在恶劣环境下的游刃有余,看看荣放驾乘平顺性是不是能满足您的需求?
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