目前，豐田正在全力打造其最新款高性能掀背車GR Yaris。該款車型充分吸收了來自世界拉力錦標賽（WRC）的技術經驗。

GR Yaris車型搭載了1款全新的1.6 L渦輪增壓3缸機。其最高功率為192 kW，相關技術參數如表1所示。據豐田方面提到，該款型號為G16E-GTS的發動機以動力性及續航性作為重點開發目標，并據此進行了設計。研究人員借鑒了源于賽車的技術，并采用了輕型結構來實現上述目標，并確保整機能滿足歐六d排放標準要求。

表1 G16E-GTS發動機參數

項目參數

布置形式直列3缸，渦輪增壓

排量/L1.618

缸徑/mm87.5

行程/mm89.7

壓縮比10.5

燃燒室屋頂型

氣門機構雙頂置4氣門，滾子搖臂

最高功率/kW192（6 500 r/min）

最大扭矩/（N·m）360（3 000～4 600 r/min）

總質量/kg109

與缸體的外壁一樣，通過制作較薄的缸蓋壁厚可以有效減輕整機質量。研究人員對進氣道的形狀、噴油器噴霧和燃燒室都進行了優化，以改善高滾流（high tumble）過程，并提高進氣道效率，同時實現缸內穩定燃燒。研究人員憑借來自賽車領域的研發經驗，設計出了性能更優越的氣門座圈，并增加了排氣門直徑。

發動機缸蓋采用了兩級水套結構。冷卻液會流至下水套區域，以增加其對燃燒室的冷卻效果。在上水套和下水套之間的分隔壁使氣缸能承受更高的壓力及熱負荷。

豐田方面的研究人員提到，兩級水套結構能優化冷卻液流速和流量，以此滿足發動機的性能要求。冷卻液在缸蓋內水平流動可以減小冷卻系統的壓損和容積，同時在發動機暖機階段，有效改善了加熱器性能及燃油經濟性。研究人員通過設計該水套，將3個氣缸之間的溫差降至最低，從而可使發動機采用10.5的高壓縮比。

該款發動機首次采用了2個單獨的正時鏈條罩蓋（上部和底部）。研究人員通過為每個罩蓋采用雙面配合的方式，可以顯著提升其密封性能，并進一步減小了缸蓋的質量。

曲軸箱強制通風系統（PCV）可直接從曲軸箱中抽出活塞漏氣量，以此增強通風，并抑制機油惡化。PCV閥安裝在發動機上，研究人員通過移除真空管以簡化系統布置。迷宮式（labyrinthine）油氣分離器（OMS）結構可以顯著改善油滴收集效率。

涂層和熱處理

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為實現高速燃燒的目標，研究人員為發動機運動件選配了輕量化活塞和耐磨的活塞環。為提升機體強度，研究人員對球形燃燒室進行了拋丸處理（shot peening），并為活塞裙部的主、副推力面進行了更高強度的拋丸處理以減少其與缸孔之間的摩擦。活塞裙部形成的小凹坑利于儲油，通過在其表面應用合成樹脂涂層（resin coat），可以進一步減少摩擦。

該款發動機的活塞沿用自豐田新全球架構（TNGA）工具庫，同時沿用的其他零部件還有高強度連桿、緊湊型液壓間隙調節器、凹腹凸輪軸（concaved-radius）及高能點火線圈。

研究人員在活塞第1道環槽中嵌入了高強度、耐腐蝕的高鎳鑄鐵活塞環。根據豐田方面的消息，采用高線性的膨脹劑（SD-1）在暖機階段可以收緊活塞環端隙，從而減少活塞漏氣量。研究人員在第1道氣環的圓周上應用了類金剛石（DLC）涂層來減少摩擦，同時還在油環刮片的外圓上采用了不規則桶面形狀，以獲得更高的可靠性，并減小機油消耗，其外圓面則采用DLC涂層來增加抗磨性。

為實現高功率輸出，研究人員為G16E-GTS發動機設計了1個由皮帶驅動的大容量水泵。研究人員將機油冷卻器安裝在水泵出口，以增強冷卻器的效率，同時為其配備了1個輕量化的鋁冷卻器。

進氣和渦輪增壓

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研究人員對進氣系統進行了優化，使發動機可以輸出更高的功率，隨后再將電池移到行李箱中，從而為空氣濾清器騰出了空間，并相應減小了其壓損。考慮到持續優化的目標，研究人員為該款發動機選擇了配備有濾紙和精細纖維層的復合型空濾，從而可以有效提高除塵效率。研究人員首次在空氣流量計的上游采用了鋁箔膠，以此釋放在進氣系統中累積的電荷。

研究人員將G16E-GTS發動機的渦輪增壓系統集成到排氣歧管上，減少了整機質量，并在渦輪本體中采用球軸承來降低摩擦水平，同時使其具有更高的響應性。除此以外，壓縮機殼體較好的耐磨密封性可以有效增強渦輪增壓器的效率。

編輯：jq