TNGA 1.5——丰田的理念照进现实

“面向即将到来的21世纪，我们的产品要朝着哪个方向开发？”在20世纪最后一个10年，包括丰田汽车在内的几乎所有主流厂商都在思考这个问题。

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面向未来，不断实现技术与产品突破

1993年夏天，丰田汽车高层管理团队开始推动开发“面向21世纪的下一代全球汽车”，为此成立了一个专门的项目团队“G21”，G代表着车型的目标市场是全球，21指的是面向即将到来的21世纪。

在经过反复研讨之后，G21项目团队认为下个世纪的全球车要满足三个基本方向：其一，外形需要紧凑一些，便于驾驶；其二，轴距要适当加长，保证驾乘人员空间需要；其三，油耗需要降低至5L/100km。放在当时，要开发出这样的产品，不仅需要打破思考范式，还需要在设计上大胆创新，更需要在技术上实现大幅突破。

到了1993年底，丰田汽车就G21项目团队的方案达成了统一意见，决定通过研发具有突破性意义的技术实现产品全面提升，在21世纪续写丰田汽车的使命。

丰田汽车的动作很快，在21世纪结束之前就拿出了两样东西：一个是1995年东京车展亮相的Prius Concept，这辆车为21世纪开发的新一代全球车预演概念；另一个是搭载第一代THS技术的初代普锐斯，于1997年10月推出，成为丰田汽车第一款在全球大规模普及的混合动力汽车。

进入21世纪，丰田汽车的理念在开发新一代架构得到继续发扬，TNGA架构下的产品开发，重新塑造了汽车的基本性能和根本架构，并在汽车生产的过程中通过TNGA的统筹和优化，将产品的性能提升一个档次，打造出了更好的汽车。

在整个TNGA架构中，动力总成处于一个非常重要的位置，决定了整车的驾驶品质。为此，丰田汽车开发了Dynamic Force Engine系列发动机，与TNGA架构同时诞生，首批产品分别是代号为A25系列的2.5L排量、代号为M20系列的2.0L排量的两款自然吸气发动机（下称TNGA 2.5、TNGA 2.0）。

Dynamic Force系列发动机的出现震动了全球汽车行业，于TNGA下的车型来说，这两款发动机拥有相比竞品更高的燃烧效率，更平顺的动力输出，提高了整车的驾驶感受，充分满足了TNGA架构的需求；于发动机领域而言，Dynamic Force Engine系列发动机突破了以往行业认知中量产发动机热效率的极限，甚至颠覆了教科书中推算的数值。

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小排量发动机崛起

近些年，节能环保成为全球主流意识之一，在各国环保力量的不断推动下，各国制定了越来越严苛的环保法规。例如，美国、中国、日本等在此之前推出了法规要求2020年汽车平均燃油消耗量分别要小于6L/100km、5L/100km、4.9L/100km。

再回过头看看丰田汽车G21项目团队在1993年提出的产品方向，不得不佩服丰田汽车在未来发展趋势方面有着精准的预见性。

在上述法规的要求下，全球各大汽车厂商对传统燃油发动机动起了“刀子”，大排量发动机在一般消费市场绝迹，小排量发动机成为市场主流。目前，市场上绝大多数产品已经没有六缸发动机，四缸发动机的主流地位受到了影响，三缸发动机出现崛起之势，越来越多的产品搭载了三缸发动机。

2020年之后，世界主要国家要求的新车平均燃油消耗量还需要继续下降，例如中国市场要求到2025年新车平均燃料消耗量乘用车降到4L/100km。这对绝大倒数汽车厂商来说，都是必须正式的挑战；相对而言，丰田汽车却游刃有余，在推出TNGA 2.5和TNGA 2.0之后，开发出TNGA 1.5发动机。

从终端市场反馈的情况来看，发动机小排量的现实与消费者强动力的需求有着天然的矛盾，于是，一些汽车厂商选择“三缸机＋涡轮增加”的方式，改善动力表现，并逐渐成为市场主流。但是，这种动力组合的燃油经济性并不明显，驾驶品质也大打折扣，只是在符合法规要求、满足消费者需求中间寻找的一种相对稳妥的方法。

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突破技术桎梏，寻找最优解

而TNGA 1.5则与众不同，依然坚持自然吸气，其目标是在降低油耗的同时，动力不打折扣。对所有发动机工程师来说，这都是一项艰巨的挑战，这也就是为什么其他厂家多选择涡轮增加的方式提高动力。为了达成目标，给用户一辆更好开的汽车，丰田汽车的工程师们决定从发动机的工作流程着手，重新开发。

在发动机运行过程中，相同排量下活塞行程越长，高转速下气体引入燃烧室内的速度就会越快；与此同时，行程增加，带来的摩擦也会增加，运行效率就会降低。于是，开发合适的缸径与行程比例就是摆在工程师面前的第一个难题，通过反复试验，丰田汽车的工程师认为二者的比例接近1.2:1是一个最佳值。

为了满足排放法规的要求，新TNGA 1.5发动机还需要引入EGR废气再循环技术，但是过高比值的废气还会影响燃烧效果。为了满足Dynamic Force系列发动机开发之初设定的目标，即最大热效率40%，升功率60kW/L，丰田汽车也是通过反复试验，才找到合适的EGR比例。

此外，TNGA 1.5还使用了分层燃烧技术，依靠空气的快速流动，形成局部浓混合气，实现高滚流比，这需要丰田汽车的工程师们对活塞顶部和进排气道进行优化设计。

简而言之，为了实现既定目标，丰田汽车使用在TNGA 1.5上做了大量的重新开发工作。总结下来，丰田TNGA 1.5L发动机有四个特点，高输出功率、高静音、低油耗和低排气。

为了给消费者带来更好的驾驶感受，丰田汽车还为这台TNGA 1.5发动机匹配了Direct Shift-CVT变速箱。在TNGA架构下，Direct Shift-CVT变速箱中引入齿轮直驱设计，以专用的起步齿轮提高起步时和低速行驶中的传动效率，高速比齿轮将CVT高传输效率的变速比区间进一步扩大的同时，也使得传统CVT在起步阶段较弱的加速感得到提升，给用户带来更好的驾驶感受。

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TNGA 1.5已来

去年2月，丰田汽车在日本发售了搭载“TNGA 1.5＋Direct Shift-CVT”和“TNGA 1.5＋THS II混动”的Yaris，在WLTC工况下，混版本车型取得了2.8L/100km的油耗表现，非混动车型的油耗为4.6 L/100km。

如今，TNGA 1.5已经来到中国市场，在今年元旦假期结束之后，丰田汽车在华两家合资公司一汽丰田和广汽丰田分别宣布卡罗拉(参数|询价) TNGA 1.5和雷凌(参数|询价)TNGA 1.5上市，售价区间分别为12.78万-14.58万元和11.38万-12.78万元。

另据资料，TNGA 1.5L发动机与丰田当前在华使用的1.2T 发动机产品大小、规格相似，而在具体参数上，TNGA 1.5L最大功率87kW，压缩比为13：1，百公里油耗为5.1L-5.3L；丰田1.2T发动机最大功率85kW，压缩比为10:1，百公里油耗5.5L-5.7L。这台TNGA 1.5发动机在性能和油耗方面已经优于丰田汽车当前在中国市场使用的1.2T发动机。

至此，丰田汽车在国内紧凑型轿车市场布局了自然吸气、涡轮增压、混合动力三大动力形式，构成业内罕见的多种先进动力组合，让每一位消费者都能找到符合自己需求的产品。