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集成了众多新技术 全面解读雷克萨斯NX

  纠错  2014/10/12 20:37:00  纠错 推荐指数: ★★   加入收藏

自 1998年雷克萨斯推出RX进军城市SUV领域以来,雷克萨斯在城市SUV领域攻城略地也已经十余年。近年来随着SUV市场的持续火热,仅仅依靠一款RX 来支撑着雷克萨斯的城市SUV领域显然有些独树难支。另一方面,RX较高的售价也使得雷克萨斯SUV家族的入门价格居高不下,这显然与近年来豪华车品牌入门价格下探的局面不符。于是在这样的情况下,雷克萨斯NX便应运而生。

定位于豪华紧凑型SUV的雷克萨斯NX一经亮相便颠覆了以往市场对于SUV的认知。雷克萨斯家族化的纺锤形前脸造型风格在NX上开始向整车蔓延,形成了一副由折线构成的轮廓。纺锤形的设计从进气格栅开始向后延伸,通过轮眉、腰线、B柱等特征线条的融合点缀后最终于后尾灯结尾,将整个纺锤形的设计元素融入全车。在细节方面,自新一代IS开始进入到雷克萨斯品牌的分体式L型日间行车灯开始被注入到雷克萨斯旗下的运动型车型之中。同样的,在NX的LED大灯下方也能够见到这一刀锋般的设计。

根据动力的不同,全新雷克萨斯NX提供了2.0L自然吸气、2.0L涡轮增压,2.5L混合动力三种选择。其中2.0L自然吸气发动机为中国和俄罗斯市场专供,后两者为全球同步。

入门版的NX200车型搭载了一台代号为3ZR-FAE的直列四缸发动机,这台发动机搭载于丰田Wish、第三代的Harrier等车型上。在 Harrier上的最大输出功率113千瓦,最大扭矩193牛米。整体而言是一台标准而中庸的丰田发动机,搭载了丰田的双可变气门正时技术,这台发动机在此之前并没有在国内大规模的出现过。NX200这款车型只提供给中国和俄罗斯市场也意味着NX200只会是一台为拉低入门价格而存在特殊车型。NX系列真正的主角是接下来要讲到的NX200T。

NX200T 上所搭载的2.0T涡轮增压发动机是雷克萨斯品牌下的首款涡轮增压发动机。内部代号8AR-FTS,这台发动机的诞生对于雷克萨斯而言具有划时代的意义。在引擎的基本结构方面,8AR-FTS与以往丰田旗下的发动机大相径庭,其囊括了D-4ST双喷射系统(歧管喷射+缸内直喷)、单涡轮双涡管增压系统、集成式排气歧管、水冷式中冷器等等一系列的全新技术。其次,丰田汽车引以为豪的可变气门正时系统在经过对进气门的改进之后拥有了介于阿特金森循环发动机和奥拓发动机的特性输出曲线,优化了整车的燃油效率。

阿特金森循环发动机其实并不是什么先进技术,早在1882年,这种发动机就已经面世。其最大的特点在于通过复杂的活塞连杆实现了活塞在压缩冲程和做功冲程中不同的行程。这也使得这种发动机的膨胀比要高于压缩比,较大的膨胀比可以充分利用燃气燃烧时的膨胀功,减少废气带走的能量,提高了热效率。

1940 年美国工程师米勒对阿特金森循环发动机进行了一次改进使其开始具备匹配汽车的可能性。通过延迟进气门关闭,使得气缸内部的可燃混合气在压缩行程开始时被推出进气门,然后进气门才关闭。这就使得引擎的实际压缩行程要低于理论的压缩行程,这以一巧妙的运用使得发动机的压缩行程低于了膨胀行程,达到了膨胀比大于压缩比的预定目标。这一巧妙的改变也使得阿特金森循环发动机开始在汽车上普及开来。

另外一方面,被推出进气门的混合气体被重新压入进气道,使得压缩冲程时气缸内的混合气浓度较低,为了保证混合气的充分压缩,所以米勒版的阿特金森循环发动机的理论压缩比基本都会设置的比较高。但是这以小小的改变又带来了新的问题。

由于混合气浓度较低,特别是发动机低速运转时进气量就更加稀薄,这就使得发动机的低速扭矩输出较差,同时较长的活塞行程也使得发动机的高转速攀升较慢,加速性能被限制。8AR-FTS巧妙的通过对双可变气门正时系统的改进弥补了阿特金森循环发动机的不足。它的解决逻辑是,既然阿特金森循环发动机低速时扭矩不足,那索性就不用你。相当的简单粗暴。

所以在这样的控制逻辑下,当发动机位于低速运转时,智能可变气门正时系统控制进气门相对而言早关一些,保证气缸内混合气浓度,压缩比和膨胀比几乎相同,这个时候发动机呈现出奥拓循环发动机的特性。高速时,再把进气门的晚关,保证压缩冲程时能够实现部分混合气排除气缸,实现阿特金森循环发动机的配气相位。

简单点说,就是通过进气门的关闭时间来切换动力循环模式。进气门正常关闭就是奥拓循环,晚关一点就是阿特金森循环。需要大动力的时候使用奥拓循环模式,需要省油的时候使用阿特金森循环模式。还有一点我们注意到,8AR-FTS发动机的喷射模式为歧管喷射+缸内直喷。又是一个逆天的组合。直喷技术最大的特点就在于燃油是在压缩冲程结束之后、做功冲程开始之前往气缸内喷油。也就是说,在阿特金森模式下压回进气道的甚至可以是空气。而双模式喷射系统可以随时为气缸提供充足而精准的燃油供给。

老实说,其实8AR-FTS的这项可变循环技术并非是什么巨大的性能创新,顶多算得上是一个小小的发明,灵活的运用了一下可变气门正时系统而已。接下来我们看看8AR-FTS发动机的涡轮增压。

为了减少涡轮增压的迟滞现象,NX200T的排气歧管采用四并二的结构,每两个气缸在排气歧管末端共用一个端口,在压缩冲程时减小配气相位排气门早开导致的对发动机膨胀比的影响,并消除排气干扰。由于排气歧管氛围两组,自然也就有了两根排气涡管与一台涡轮。根据四缸发动机1324的点火顺序,将一缸和四缸的排气歧管列为一组,二缸和三缸的排气歧管连为一组。在曲轴的一个循环转角内,两个排气通道的排气循环脉冲相互叠加,形成较大的压力差,能够有效的利用废气的能量。另外,由于将相邻两个气缸的排气歧管分开,所以当处于排气冲程的气缸排气管并不会与进气冲程的气缸互相干涉,影响进气效果。继而提升了气缸的进排气量。

这一系列改进使得发动机在低速时的扭矩响应更为敏感,同时最大扭矩输出的转速区间也得以拓展。8AR-FTS在1650转到4000转的转速区间内可以输出最大350牛米的最大扭矩,在5600转时输出173千瓦的最大功率。在节气门全开的情况下,涡轮增压器的增压压力可以达到1.18Bar。至于中冷器,水冷的结构的确是相当罕见,这也使得进气温度的冷却效率更高,继而有效提升发动机的进气效率。

与涡轮增压发动机所匹配的变速箱为一台六速自动变速箱,换挡逻辑以迎合发动机的最大扭矩输出为主,提供了快速的换挡响应和良好的燃油效率。同时这台变速箱上所搭载的人工智能系统保证了变速箱最佳的齿比以及最大G值的降档模式。

至于四驱系统,NX200T引入了一套动态扭矩控制的全时四驱系统,这套系统通过对车速、转向角、方向盘转速、节气门开闭角度、整车横摆率等信息的采集只能分配前后桥之间的扭矩分配。在正常驾驶情况下,NX200T默认为前轮驱动,在需要后桥介入时这套系统会通过电磁阀控制后桥差速器壳的选装把最多50%的扭矩输出到后桥。

混合动力版的NX300h在传动形式上与NX200T大相径庭,代号为2AR-FXE的2.5L直列四缸发动机我们并不陌生,雷克萨斯ES300h搭载的正是这台发动机。只不过在NX300h上它发动机只为前桥提供动力,后桥的动力则完全由电动机负责动力输出。发电机和电动机之间通过双行星齿轮连接,行星齿轮在NX300h上承担着发电机和前桥动力输出分配、电机减速以及作为电控无级变速器协调电动机和发动机工作的纽带三个功能。

NX300h 的电池组分为两个40千克的模块,位于后排座椅下方接近整车质心的位置。电池组通过逆变器和冷却系统保证工作,工作时逆变器将电池的直流高压电转变为交流电来驱动电机,在充电模式下亦然。除此之外,这套电池组还提供了一套直流到直流的转换器,以12V电源为车辆辅助设备提供动力。

小结:实事求是的讲,NX系列中最大的亮点当属NX200T上的那台8AR-FTS发动机,科技感十足不说还集成了众多的新技术,各种技术之间的相互填补让这台发动机的理论表现颇为全面。只不过如此一来8AR-FTS发动机的主体结构变得较为复杂,复杂也就意味着可靠性方面还需要时间的检验。对于一台发动机的评判标准,说难也难说简单也简单,相比于高科技的噱头,我们还是更青睐于皮实耐用、省油有劲这样的评判标准。

2021年11月19日

焕新姿态发起挑战 实拍全新雷克萨斯NX
    长期以来,豪华中型SUV市场被德系车主宰,宝马X3、奔驰GLC和奥迪Q5L牢牢占据着销量TOP3。在品牌的加持下,“BBA”号召力几乎拉满,受到了国人的广泛认可。然而,当“BBA”能见度超过出租车,德系豪华似乎少了些特别感。想要另辟蹊径?作为第二梯队的领头羊,雷克萨斯NX当仁不让。考虑到进口身份,其市场表现(月均销量超3000辆)可谓相当出色。现在,雷克萨斯NX如约完成换代,以焕新姿态向对手们发起了挑战。 今年6月,第二代雷克萨斯NX正式发布。随后,该车先后亮相粤港澳大湾区车展、成都车展和...查看全文>> 更多相关>>
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