丰田ZZ系列引擎

✍ dations ◷ 2025-06-08 11:18:13 #丰田引擎与技术

ZZ系列引擎为丰田汽车生产的一系乘用车汽油引擎。全系列均为直列四缸,是丰田首次采用铸铝合金汽缸本体和汽缸头,同时具有双顶置凸轮轴,每缸四气门,正时链条驱动,可变汽门正时等技术。ZZ系列引擎中最常见的是1ZZ和2ZZ,两种引擎排气量均为1.8升,但缸径和冲程均不相同。前者主要为节油和低转速扭矩优化,而后者缸体更加接近四缸性能引擎常见的“正方形缸体”,为高转速特别优化。ZZ系列投产后逐步取代铸铁缸体的4A系列引擎,主要装备小型和运动型车辆上。

2ZZ-GE引擎为ZZ系列中唯一一款高性能版本,排气量为1.796升(109.6立方英寸),但缸径为82毫米(3.23英寸),行程85毫米(3.35英寸)。引擎最大输出功率常根据车型略有不同。丰田Celica GTS(T231),卡罗拉T-Sport,莲花Elise,Exige上为189马力(141kW),而庞帝克Vibe GT上则为164-180马力。 部分追求极致性能的2ZZ-GE带有机械增压器。卡罗拉“Compressor”和莲花Exige S上的2ZZ-GE带有机械增压器及中冷器,最大功率225马力(168kW),在此基础上进一步调校到Exige 240R,最大功率达240马力(179kW)。莲花Elise SC上的机械增压器并没有带中冷器,最大功率218马力(163kW)。和4A引擎不同,机械增压的2ZZ引擎并未赋予2ZZ-GZE的编号。

为了在有限的排气量内获取尽可能高的功率和转速,丰田曾邀请雅马哈共同设计2ZZ-GE引擎,因此和1ZZ-FE相比有许多独特的技术。和当时流行的小排量四缸高性能引擎(如本田K20A,尼桑SR20DE)相似采用了正方形缸体(气缸直径约等于行程)来获得较高的转速。同时压缩比也提高到11.5,配合多点电喷(MFI)来获得较好的燃烧效果。气缸内壁没有铸铁缸套,而是在铝合金外面直接镀了一层金属复合材料(Metal Matrix Reinforced,MMC)以提高耐磨度。气缸头为雅马哈设计,进排气门夹角较大(43度)以优化高转速下进排气效果。气门控制上,同样采纳了可变气门正时以优化不同转速下扭矩输出,但2ZZ-GE引擎还结合了可变气门扬程(VVTL-i中L就指扬程Lift),该技术类似本田VTEC,凸轮轴上对应每一个气门有两个凸轮:低角度凸轮用于引擎一般转速,而高角度凸轮用于高转速。当引擎进入高转速区时,高角度凸轮轴能提高气门扬程,增大进气量,减少气门阻力。以上特性使得2ZZ-GE高转表现十分突出。但由于机油泵的限制,2ZZ-GE的极限断油转速被电脑限制在7900-8600转左右,超标的转速(如高速度下降档位)下可能导致机油泵解体,引擎失去润滑而报废。

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