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Toyota神兵利器 TNGA大軍來襲


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Toyota神兵利器

TNGA大軍來襲

文 蔡謹謙2018/4/18
模組化設計堪稱近年來各大車廠不約而同的發展目標,而身為日系車廠龍頭的Toyota也在2015年正式推出TNGA平台,歷經數年發展下,目前不僅發展出多款新車,並衍生出與其對應的多樣動力總成,原廠宣稱TNGA為產品蛻變的關鍵轉捩點,其中究竟蘊含多少學問?請看我們的統整分析。


TNGA基礎

模組化的當家平台
TNGA全名為TOYOTA New Global Architecture,該計劃源起於2012年,目的除了因應車壇模組化趨勢外,最大好處即是降低新車生產所需的開發與製造成本,此外在消費者端也有零件共通性高、維修成本降低等優點,可謂車廠提升產品競爭力、推動銷售量的一大利基。

2015年TNGA以前麥花臣、後雙A臂懸吊所組成的底盤架構進行首演,誕生時間雖較歐系車廠的模組化底盤稍晚,但在設計上卻相對肩負革新目標,其中首重的即是操控表現!為此工程師從「降低重心、提升剛性」兩大重點切入,藉由引擎位置與車身高度的降低,低重心設計可有效減少車輛過彎側傾,進而提升動態穩定與駕駛信心;而透過高強度鋼材運用與點焊技術的升級,車體強度最高可較傳統車型提升65%,這意味著車輛在激烈操駕下的抗扭曲性大幅精進,藉由幾何原理與材料工藝的提升,帶來巔覆過往的操駕表現。然而以上僅是TNGA發展的第一步,以底盤為基礎進行沿伸,模組化內容將逐步拓展至引擎、變速箱、油電系統等動力層面,甚至可因應不同車體大小、迥異驅動方式之多元發展,TNGA技術早已是Toyota次世代產品的關鍵主力。


TNGA技術成果於2015年發表,隨後即在第四代Prius上進行實際運用。


TNGA平台最初以底盤設計揭開序幕,除了模組化概念外最大重點便是操控提升。


前麥花臣、後雙A臂是TNGA底盤的共通設計,目前已陸續運用在不同車體大小、定位級距的車款上。


藉由車體鋼材與點焊技術的全面升級,TNGA車體強度相較傳統設計提升65%。


低重心為TNGA底盤的一大設計重點,訴求車身傾側的減少,操控自然更為精進。


TNGA發展

多樣搭配的動力總成
2.5L+8AT/10AT+THS-II
TNGA首款搭載的車型為2015年發表的四代Prius,不過初期運用主要為底盤設計,動力層面則未強調是模組化設定。隨後在2016年底,Toyota首度發表專為TNGA底盤開發的Dynamic Force動力總成,首先是排氣量2.5升的汽油引擎,直列四缸基礎下除了具備直噴供油外,並導入高速燃燒技術與可變控制系統,旨在降低機械部件與排氣、冷卻系統的能量損失,進而達到40%之熱效率,若搭配油電系統則能將熱效率提升至41%,高效節能的訴求相當鮮明。

而伴隨這具2.5升引擎亮相的Direct Shift變速箱共有兩種設定,一為前驅車型專用的八速自排,另一款則是專為後驅車型設計的十速自排,設計上皆透過變速箱齒輪的特殊處理,搭配離合器材質強化,相較傳統六速自排的動力耗損可降低50%,而加寬齒輪與新開發的扭力轉換器可帶來更寬廣的齒輪鎖定範圍,進而帶來更為靈敏且直接的動力反應。此外原廠也特別強調十速自排的齒比設定,在變速箱本體增加至十個檔位的基礎下,各個檔位間的齒比得以更加相近,尤其在中低速齒輪間更強調此一特性,更加呼應FR高級車所著重的順暢加速與直覺反應。

最後則是由上述引擎、變速箱為基礎建構的2.5升THS-II油電混合系統,與早先搭載於Prius的1.8升THS-II系統相較下,除了燃油引擎排氣量的不同外,2.5升版本更加訴求熱效率與輸出表現,並追加對應FR驅動型式的Multistage THS-II設計。藉由機械結構體積的縮小,2.5升THS-II在配置上更富彈性且兼顧輕量特質,進而能夠與TNGA車型的多樣尺碼與低重心訴求充分呼應。此外2.5升THS-II還針對PHV插電混合動力採取雙驅動系統與大容量鋰離子電池等技術,能讓車輛在純電模式下擁有更強大的驅動力道,同時也帶來60公里以上的純電行駛距離,兼顧性能與節能之雙重表現。


2016年首款專為TNGA底盤設計的動力模組誕生,以2.5升直列四缸直噴汽油引擎擔綱主角,熱效率可達40%以上。


對應2.5升Dynamic Force引擎的8速自排變速箱專為FF車型設計,小體積、高效傳輸皆是其訴求重點。


FR配置也出現在TNGA動力總成中,這具十速自排變速箱即是首要代表。


藉由動力控制單元與高效鋰電池的更新,2.5升THS-II油電混合系統可實現更出色的節能與輸出表現。


Multistage THS-II油電系統主要提供FR驅動車型使用,訴求兼顧綿密輸出而靈敏反應的動力特質。

 

2.0L+CVT+ THS-II+AWD
2018年Toyota再度針對TNGA底盤推出新動力總成,此回以同樣訴求熱效率的Dynamic Force引擎為主軸,此回追加2.0升排氣量規格,直列四缸本體之缸徑衝程為80.5×97.6mm,壓縮比達13並擁有169hp/20.9kgm之最大輸出,在技術上除了延續早先2.5升Dynamic Force引擎的直噴供油、高速燃燒技術與可變控制系統外,並導入運用雷射技術製作的新式活塞與汽缸蓋,前者可減少活塞作動阻力並擁有更好的抗磨損性,後者訴求進氣量與效率的有效提升,搭配電子節溫器與電子水泵浦來降低熱能損失,熱效率達到40%水準,油電版本則為41%。

傳動系統部份,2.0升Dynamic Force引擎所搭配的是Direct Shift-CVT無段變速或傳統的六速手排,前者重點在於首創的Launch gear設計以及縮小夾角的傳動鋼帶配置,主要功能為提升車輛中低速域的動力反應,並帶來超乎傳統CVT變速箱的傳輸效率,此外創新設計也讓傳動系統體積更加縮小,呼應TNGA平台設計理念。至於針對歐洲市場開發的六速手排,除了同樣訴求體積縮小並減輕7kg之外,並導入引擎轉速自動控制功能,有效減緩換檔時所產生的頓挫與不適。

油電系統方面,2.0升Dynamic Force引擎構成的THS-II油電混合動力系統,技術上採用全新設計的PCU動力控制單元,不僅較傳統1.8升型式縮小20%,重量也減輕10%,因而得以直接安裝在傳動系統上方;至於新式的鎳氫電池也有更為精巧的體積,且具備更出色的蓄電與供電效能。目前原廠已公佈2.0升THS-II動力的引擎輸出為143hp/18.3kgm,電動馬達則擁有109hp/20.6kgm出力,綜效輸出達180hp水準,訴求在節能與性能表現上的絕佳平衡點。

值得關注的是,四驅系統也伴隨2.0升TNGA專屬動力登場,除了一般汽油車型用的主動式扭力分配AWD外,專為油電車型開發的E-Four系統也一併登場,前者可依行駛狀態自動切換為2WD輸出以增進油耗表現,後者則主要由輸出提升30%的電動馬達提供後輪動力,主要訴求操控穩定性的有效提升,並與高效節能之動力系統相互呼應。


2.0升Dynamic Force引擎為專為TNGA平台設計的第二款動力,熱效率同樣達到40%水準。


2.0升Dynamic Force引擎搭配的六速手排變速箱加入引擎轉速自動匹配功能,主要為歐洲市場而開發。


新開發的Direct Shift-CVT無段變速箱採用Launch gear與小夾角鋼帶設計,訴求低速動力反應與整體傳輸效率的提升。


2.0升THS-II油電系統採新式PCU與高效鎳氫電池配置,相較傳統1.8升THS-II體積更小效能也更好。

伴隨著2.0升TNGA動力問世,汽油車使用的新款四驅系統與專為油電車開發的E-Four系統也因應而生,主動扭力分配為系統的一大重點。


TNGA衍生

家族車型總校閱
2015 Prius
2015年發表的第四代Prius是全球首款運用TNGA平台所打造的車款,包含1.8升THS-II油電混合動力系統,以及模組化之前麥花臣、後雙A臂懸吊皆受到高度矚目,不過由於是TNGA平台發表初期的作品,模組化項目主要以底盤為主,動力則未強調是TNGA平台專屬,而隨著新世代TNGA專用動力的陸續推出,本車未來是否改換2.0升THS-II系統,相信也是關注焦點。


Prius是首款採用TNGA平台打造的車款,其配置的前麥花臣、後雙A臂懸吊即是模組化全新設計。


2016 C-HR
身為跨界小型休旅的當家車款,C-HR在2016年底發表時同樣引起熱門話題,以TNGA底盤搭配源自Prius的1.8升油電或1.2升渦輪動力,就懸吊、動力架構而言,可明顯看出同屬TNGA平台車款的高度相似性,而在迥異車體與車格設定下,本車相對更加著重運動性,推出後成功拿下2017年日本地區CUV車型銷售冠軍,為TNGA運用的成功事蹟再添一例。



C-HR為第二款以TNGA底盤打造的車型,動力部份涵蓋1.8升油電與1.2升渦輪汽油兩種選項。


2017 Camry
伴隨著2016年發表的2.5升TNGA專屬動力,隔年在北美車展上發表的第十代Camry也完整導入該技術,包含2.5升THS-II油電混合系統、TNGA專屬的底盤架構皆全數入列,該車的誕生象徵TNGA平台技術的運用範疇更加廣泛,而這也是TNGA首度運用在FF中大型房車上,加上Camry在北美、中國等市場的重要性,為2.5升TNGA新動力揭開序幕。


TNGA平台首演兩年後,第十代大改款Camry也納入其版圖之中。


懸吊結構為TNGA專屬的前麥花臣、後雙A臂設計,動力則採針對TNGA平台開發的2.5升THS-II油電系統。


2.5升Dynamic Force引擎為TNGA平台動力的首部曲,並同時對應直噴汽油與油電混合兩種型式。


2018 Avalon
專攻北美市場的Avalon也在2018年北美車展上推出大改款車型,新車訴求建構在TNGA平台架構上,包含底盤結構與2.5升THS-II油電動力皆涵蓋其中,此外並提供3.5升V6汽油動力搭配八速自排變速箱選項,整體而言Avalon算是TNGA在FF大型房車上的新演繹,模組化概念的運用更進一步。


2018年初發表的第五代Avalon也採TNGA平台打造,2.5升THS-II油電動力與底盤設計皆是模組化重點。


2018 Auris/Corolla Hatchback
2018年2月Toyota發表專為TNGA平台開發的2.0升Dynamic Force系列動力,而緊接著在3月的日內瓦車展上,全新大改款Auris即是配置上述引擎架構的2.0升THS-II油電動力,並主打TNGA底盤的低重心操控特質,而在隨後登場的紐約車展上,美規車型的Corolla Hatchback也一併亮相,動力配置2.0升自然進氣汽油引擎,也是Dynamic Force動力的成員之一,值得一提的是,未來大改款Corolla Sedan理應也會比照辦理,TNGA平台的運用將邁入主力時代。


歐規Auris與美規Corolla Hatchback為2.0升TNGA平台動力的首發車款,包含直噴汽油與油電混合皆在配置之中。


2018 RAV4
2018紐約車展首演的RAV4為TNGA平台車款的最新成員,美規車型共有汽油與油電兩種動力配置,前者以2.5升四缸自然進氣引擎搭配八速自排,後者則採2.5升THSⅡ油電動力搭配CVT變速箱,而在稍後發表的歐規車型上,入門動力改採2.0升自然進氣汽油引擎,以上皆屬TNGA平台專屬的Dynamic Force系列動力。至於底盤方面,當然也是TNGA專屬的前麥花臣、後雙A臂設計,此外TNGA專屬的四驅系統亦是焦點。


大改款RAV4依地區不同配置TNGA專屬的2.5升、2.0升Dynamic Force引擎及THS-II油電動力,而甫發表不久的TNGA專用四驅系統也完整入列。


TNGA概念車
自2015年TNGA底盤發表以來,其實也有諸多運用在概念車上的範例,其中大多是大改款新車的概念雛形,例如FT-AC Concept與RAV4即是一例。而在近期的作品之中,有幾部車也是值得關注的焦點,舉凡幾近量產規格現身的Crown Concept,以及預告未來跨界車款的Tj Cruiser、FT-4X概念車,皆象徵接下來有多款車型加入TNGA版圖,而在Toyota的規劃下,在接下來的五年內,也就是在2023年之前,豐田在日本、美國、歐洲和中國等地所販售的車款,將有80%的比例採用TNGA模組平台,如此一來預計能夠降低18%的二氧化碳排放,TNGA將扮演品牌在環保與高效動力技術上的關鍵角色。


Tj Cruiser Concept


FT-4X Concept


Crown Concept