北美車展-豐田發布Avalon混動版

在剛剛召開的北美車展中，豐田發布了新款高端車型新一代Avalon。有很多國內的朋友把它稱為亞洲龍。新一代Avalon將使用最新的TNGA豐巢車型平台。同時Avalon還引入了混動版。說到Avalon混動，就肯定要提一下那款Dynamic Force Engine 2.5L直列四缸發動機結合豐田混合動力系統THS達到了非常高的燃油效率。一起隨著小星來了解一下混動版Avalon的技術細節吧。

↑豐田TNGA豐巢車型平台（來自豐田）

Avalon作為豐田集團的高端車型，使用了豐田TNGA車型平台和Dynamic Force Engine高效發動機。它也充分體現了TNGA車型平台的理念—更低油耗和更高性能

1. 改善最大熱效率

2. 拓寬高燃油經濟區範圍

3. 改善發動機扭矩

4. 更好的使用高效區間

用新一代THS混動變速箱將發動機保持在最大熱效率區間

5. 更快響應和控制特性

↑豐田混動動力總成組成示意圖（來自豐田）

Avalon混合動力系統包括Dynamic Force Engine 2.5L直列四缸汽油發動機、鋰離子和鎳氫混合動力電池組、功率控制單元PCU和橫置混合動力變速箱。

↑豐田TNGA豐巢混動動力總成（來自豐田）

豐田Avalon所用的豐田混動電驅系統TSH 為了大幅縮短變速箱長度，將MG1發電機與MG2 TM動力電機改為上下平行布置。因此其不能使用行星齒輪這種同軸傳動機構做減速結構。而只能改用平行軸齒輪。但動力分流仍由處於MG1發電機軸上的單排行星齒輪完成。

↑豐田Avalon所用的THS混動電驅系統（來自豐田）

如剖面圖所示，集成第四代豐田電驅系統THS的混動變速箱P610由於雙電機上下平行布置。改用平行軸齒輪代替原來的行星齒輪減速機構。但動力分流仍由單排行星齒輪完成。

↑最新的平行軸排布THS混動電驅系統（左為原理圖，右為刨面圖，來自豐田）

採用平行軸結構的電機減速機構和雙點連接結構嚙合齒輪組的豐田混動電驅系統帶來了如下優點：

1. 更短的軸向長度

2. 更低的機械磨損

3. 更緊湊的電機尺寸

↑平行軸排布雙點連接結構嚙合齒輪組THS混動電驅系統（來自豐田）

如之前提到的可以看到電機1（MG1）和電機2（MG2）中間隔了一個機械裝置，稱為動力分流裝置（Power Split Device）PSD。這也是所有四代豐田混動電驅系統一直堅持使用的單行星排動力分流系統。而發動機、電機1、電機2實際上是同軸的通過動力分流裝置連接在一起的。動力通過動力分流裝置再分配以後通過電機2傳輸到了車輪上。

↑豐田THS系統連接圖（來自豐田）

如圖即為豐田THS系統連接圖。可以看到發動機連在行星齒輪架上，電機1連在太陽輪上，電機2連在內齒齒圈上並作為輸出軸。

Avalon使用Dynamic Force Engine 2.5L直列四缸發動機最大的優勢就是：

1. 業界領先的發動機熱效率帶來更低的油耗

傳統發動機40%，混合動力發動機41%熱效率。

2. 更高的發動機性能

a) 更高升功率—60kW/L

b) 更高扭矩

c) 高快響應

↑豐田使用Dynamic Force Engine 2.5L直列四缸高效發動機（來自豐田）

快速燃燒Fast

快速燃燒技術的核心是通過如下技術提高油氣混合氣的紊流程度（Tumble Rate）。

1. 長衝程Long Stroke

在高衝程缸徑比（Stroke/Bore Ratio）1.2的前提下，使用更長的衝程

2. 更直的進氣道

3. 更寬的進氣閥與排氣閥夾角

4. 進排氣閥門激光表面處理密封技術

5. D-4S雙噴射系統與新一代多孔噴射器的結合

獲得更好的燃油霧化效果

↑Dynamic Force Engine發動機快速燃燒技術（來自豐田SAE論文）

綜上所述，Avalon作為豐田集團的高端車型，使用了豐田TNGA車型平台和Dynamic Force Engine高效發動機。它也充分體現了TNGA車型平台的理念—更低油耗和更高性能。其核心技術之一為快速燃燒技術。同時通過新一代混合動力系統THS的幫助，Dynamic Force Engine發動機的混合動力版本要比傳統動力版本擁有更高的熱效率。

參考文獻與擴展閱讀：

SAE論文 SAE 2017-01-1021新一代豐田直列四缸2.5L汽油發動機The New Toyota Inline 4-Cylinder 2.5L Gasoline Engine

SAE 2016-01-1167:The New Generation Front Wheel Drive Hybrid System

新一代前驅混動系統

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