86是台好車，內容有詳細介紹(下)

rpohrpoh

以下是從日經技術在線轉貼，
展示開發中的直噴技術

　　在打造肩負「全球戰略車」重任的跑車時，豐田對引擎尤其傾注了力量。在2006年開始開發時，速霸陸打算將當時正開發的引擎基本原封不動地配備到86和BRZ上。該引擎就是從2010年秋季局部改進的「FORESTER」開始配備的2.0L排量水平對臥引擎「FB20」。但豐田以該引擎與自己心目中的跑車不相配為由，改變了氣缸的形狀及部件的配置，並進一步導入了直噴技術，使該引擎變得與原來完全不同（圖3）。

圖3：水平對臥引擎             （a）為86和BRZ使用的機型。將節氣門前置，採用4-2-1排氣系統。（b）為「翼豹」也採用的FB20。基本部件的配置相同，但配有油泵，節氣門未前置。

　　FB20是一款重視燃效的引擎，缸徑（內徑）×衝程（行程）設定為84×90mm，比原來「EJ20」的92×75mm的衝程要長。雖然燃效由此提高，但輸出功率卻與EJ20基本相同，為110kW左右（150PS）。豐田對這一點不滿意。「以自然進氣引擎達到200馬力（PS、147kW）的輸出功率，是不可讓步的目標「（多田）。因此，按照豐田的意思，將86和BRZ配備的引擎的設計方向定為：將缸徑加大至86mm，衝程縮短至86mm來提高輸出功率。

　　但採用短衝程燃效就會變差。考慮到「當今時代，即便是跑車也不能輕視燃效」（多田），決定同時導入直噴技術。當時速霸陸沒有這方面的技術，因此採用了豐田並用進氣口噴射和直噴的「D-4S（Direct injection 4 strokegasoline engine Superior version）」技術。而且，決定採用的並不是豐田于2005年實用化的第一代D-4S，而是正在為2012年上市的新一代「凌志GS」開發的新一代D-4S（圖4）。豐田將正在開發中的技術告訴給了速霸陸，可見，與資訊洩漏問題相比，豐田更重視86性能的提高。

圖4：直噴系統與新款「凌志GS」基本相同             圖中為凌志GS預定配備的系統。86及BRZ由於使用水平對臥引擎，因此插圖採用橫置形式。插圖由豐田提供。

　　進氣口噴射的FB20的壓縮比約為10，而通過採用新一代D-4S並使用高辛烷值汽油，86和BRZ的壓縮比提高到了12.5。熱效率由此提高，最終在JC08模式下達到約13km/L。

　　新一代D-4S除提高了缸內直噴噴油嘴的噴射壓力之外，還減小了噴口口徑，並將噴射形狀從第一代的扇形改為了傘形。這樣，空氣與燃料會更充分混合而容易燃燒。

　　在部件配置的變更上，將FB20位於後部的節氣門放到了前部。這樣可縮短空氣的流入路徑。由於阻力降低，容積效率提高，從而輸出功率增加。

　　豐田為此將助力方向盤從油壓式改為電動式。這是因為，FB20的油壓助力方向盤的油泵位於引擎上側的中心附近，只能將節氣門放在後部。而電子感應式動力方向盤不需要油泵。電子感應式動力方向盤是由豐田集團旗下的捷太格特開發的。

花成本提高傳輸效率

　　「豐田式」與水平對臥引擎組合使用的變速箱是6速手動變速箱（MT）和6速自動變速箱（AT）。分別由豐田集團旗下的愛信AI和愛信AW開發。速霸陸雖然自己製造變速箱，但並不擁有FR車使用的變速箱。

　　在MT和AT中，部件改進較多的是MT。雖然外形尺寸及齒輪排列均與豐田2005年之前上市的「ALTEZZA」的6MT基本相同，但約8成的部件為新設計。打算由此來實現「輕快換檔感及短換檔行程」（愛信AI）。

　　為了實現輕快換檔，投入成本將變檔桿至變速套筒的力量傳輸效率提高了數個百分點。用螺絲將帶動套筒的撥叉固定在軸桿上，由來自換檔桿的力前後帶動軸桿，將力由撥叉向套筒傳導（圖5）。這樣，便可使整個軸桿承受套筒施加給撥叉的反作用力，因此可提高傳輸系統的剛性。由於帶動撥叉的力量不易流失，因此可提高傳輸效率。

圖5：傳輸效率提高的6MT （a）外形尺寸與「ALTEZZA」的基本相同。（b）用螺絲將撥叉和軸桿連接起來。（c）各軸桿的動作。（d）排檔桿的外觀。（a）圖由愛信AI提供，（d）圖由豐田提供。

　　原來在軸桿上安裝多個可前後運動的撥叉，由來自換檔桿的力帶動的並非軸桿而是撥叉。這樣，就只能由軸桿中支撐撥叉的部分來承受來自套筒的反作用力。

　　但新開發的變速箱其構成為一個撥叉需對應一根軸桿，因而增加了軸桿的數量。原來為3根即可，但新開發的為4根。但即便是花費成本，也要將輕快感擺在首位。

　　為了縮短換檔行程，將換檔桿比原來減小了約25％。從空檔狀態到各齒輪的移動量約為3cm。ALTEZZA約為4cm。在豐田歷代車型中「最短」（豐田）。如減小排檔桿比，需要駕駛員以更大的力量來拉動排檔桿。為了防止這一問題，據稱通過改變同步器的導角形狀，減小了推動同步器套筒時所需要的力量。（未完待續，記者：清水直茂，《日經汽車技術》）

對懸吊意見不一

　　86和BRZ雖然明顯符合豐田的想法，但也有豐田考慮到速霸陸而認可的衍生指標的部件。這就是懸吊（圖6、7）。開發之初，「原本想打造成除外觀外指標完全相同的汽車」（豐田），但後來在懸吊上採用了不同的彈簧和避震器指標。86的前側彈簧係數約為23N/mm，而BRZ約為25N/mm。避震器的吸震力是由彈簧情況決定的，因此兩車必然會有所不同。

圖6：前輪的懸吊             （a）以成為「按照教科書的形式」（豐田）為目標的麥花臣支柱式。（b）低搖臂為一塊平面金屬板。（c）彈簧和避震器傾斜，降低了高度。（a）圖由豐田提供，（c）圖由速霸陸提供。

圖7：後輪的懸吊             （a）雙叉骨式。有兩根側連桿，也可稱之為多連桿式。（b）整體圖。使用新設計的副車架。（a）圖由豐田提供，（b）圖由速霸陸提供。

　　豐田減小前側彈簧係數的原因在於，該公司認為轉彎時「車輛前側略微側傾（以前後為軸的左右方向的轉動）的話，其對方向盤的反作用力會使駕駛員產生良好體感」（負責86盤底開發的豐田產品策劃本部ZR主管佐佐木良典）。

　　結果86與BRZ相比接近中性轉向特性，後輪容易打滑。在這一點上，速霸陸沒有妥協。該公司表示，「將穩定性擺在首位是我們的底盤設計思想」（領導BRZ開發的速霸陸速霸陸商品策劃本部副本部長增田年男）。因此，BRZ加大了彈簧係數，減小了轉彎時的側傾量，使車輛姿態不易改變。

　　86和BRZ雖然懸吊性能指標不同，但即便如此也沒有大的差異。因為兩車在乘坐舒適性的想法上是一致的，都是「要打造可輕鬆駕駛的跑車，不會破壞乘坐舒適性」。實際上，從與乘坐舒適性相關的、由彈簧係數和車身重量決定的簧上固有振動頻率來看，86和BRZ均為1.2Hz左右，基本與普通車輛為同樣低的水準。固有振動頻率低的話，路面就不易向車身傳遞短週期的振動，駕駛員會明顯感覺到乘坐舒適。但過低時就會感到太軟。

　　在懸吊連桿方面，86和BRZ採用相同配置，雖然以翼豹為基礎，但幾乎完全改變了形狀。改變最明顯的是，與翼豹相比，圖6（b）中的前輪低搖臂的安裝點（A點）放到了前面。這樣便縮短了安裝點與車輛前部重心點之間的距離，能夠減小俯仰（以左右為軸的前後方向的轉動）慣性力矩。而車身不易前後方向轉動的話，加速及減速時的車輛姿態就會穩定。從翼豹看，其前輪有驅動軸，為了避開驅動軸，只能將安裝點放到後面。而86和BRZ是FR車，前輪沒有驅動軸。

　　另外，在懸吊上還為降低引擎蓋的高度下了一番工夫。這是為了「使車身看上去更低，更像跑車」（豐田的佐佐木）。具體來說，就是調整了與前輪設計成一體的彈簧和避震器從前方看的傾斜度，做了比翼豹稍靠內側倒的改進。這樣便可降低避震塔頂的位置。不過，彈簧和避震器傾斜的話，就要承受更大的車輪橫力，避震器工作時的摩擦也會變大。據稱這一問題通過採用昭和（SHOWA） 製造的摩擦小的避震器得到了解決。

開發專用強固件
　　在車身方面，為了達到側面衝撞試驗標準並減輕車身，大量使用了高張力鋼板。拉伸強度為440MPa以上的高張力鋼板，在白車身中所佔的比例達到約6成（圖8）。

圖8：為防備側面衝撞而大量採用高張力鋼板             車頂骨架甚至使用了1500MPa級的鋼板。右下方照片的車門窗玻璃下側有大幅凹進，其內側使用了專用設計的加強件。上方照片由豐田提供。

　　86和BRZ的特點之一是只有460mm的低重心高度，但這同時也成為在側面衝撞試驗中達標的一大障礙。普通車輛的話，在試驗中撞擊屏障的車輛側面有車門、側欄和B柱，以這三部分來直接承受衝撞能量。

　　而86和BRZ為實現重心化降低了駕駛席座面，側欄的位置也隨之降到了離地150mm左右的極低位置。因此，屏障撞不到側欄上。而且，由於是兩門車，因此與4門車相比，B柱靠車輛後側，B柱也撞不到屏障上。也就是說，直接承受屏障衝擊能量的只有車門。而且，側欄、B柱及車頂的骨架部分還要承受很大的彎曲應力。

　　再者，就86和BRZ來說，為了提高跑車的設計性，又不能只看強度上的需要來決定車門形狀。從圖8右下方的車門形狀來看，為防備屏障衝擊而最需要提高強度的窗玻璃下側附近大幅凹進。這樣的話裏側空間就會變窄，不能使用可作為標準件購買的圓筒形加強件。

　　因此，86和BRZ新設計了截面為梯形的專用鋼製加強件，將其厚度加大到了2.3mm。而此處通常使用厚1.6mm左右的加強件。而且還在支撐加強件的兩端托架上使用了高頻淬火鋼材，通過投入成本提高了強度。

　　但這樣就無法減輕白車身重量。所以採用了大量高張力鋼板，在保持強度的同時減薄了厚度，使輕量化容易實現。具體來說，對側欄和B柱附近的骨架使用了980MPa級高張力鋼板。並且，從兩側B柱附近跨車頂的骨架也使用了東亞工業製造，板厚僅0.7mm的1500MPa級熱沖壓成型高張力鋼板。並且，引擎蓋及車門的外皮還由鋁製成。通過這些措施，最終將白車身的重量降到了300kg以下。而普通車輛的白車身為350∼400kg。（記者：清水直茂，《日經汽車技術》）


■日文原文：200萬円臺でもほとんど新設計，トヨタ「86」は世界戦略車

fancerboy

真是好文章, 感謝樓主的分享,

chipperno1

好文感謝分享

八六

好讚的分享~~感謝rpohrpoh兄~~

julianno

長知識的文章，話說翼豹是硬皮鯊吧？

把鼻

非常詳細的解說！ 86真的很讚！

jet

simna2332

讚唷!這樣大家就更了解自己愛車的由來

橘子

感謝分享,認真地看完了

pq8686

謝謝喔.