豐田集團(tuán)M20發(fā)動機(jī)為一款2.0L自然吸氣發(fā)動機(jī)。這款發(fā)動機(jī)技術(shù)指標(biāo)很先進(jìn)，在前輩A25發(fā)動機(jī)吃過螃蟹后，該發(fā)動機(jī)進(jìn)一步精益求精，查漏補(bǔ)缺，成為目前民用級2.0L自然吸氣發(fā)動機(jī)的綜合性能之王，凌駕于目前市面上的近乎所有2.0L NA發(fā)動機(jī)（只有部分性能車，比如水平對置2.0L或者本田紅頭機(jī)能在某些參數(shù)上領(lǐng)先）。其搭載在凱美瑞/亞洲龍上的M20C版本功率達(dá)到了131kW，甚至摸到了部分2.0T品牌低功率版本的功率，其油耗能做到5.5L/100km，比肩眾多小排量渦輪增壓發(fā)動機(jī)的A級車。豐田也憑借著TNGA系列發(fā)動機(jī)獲得大量消費(fèi)者的認(rèn)可，取得銷量上的騰飛。

圖 豐田M20發(fā)動機(jī)導(dǎo)入中國的首款車型C-HR

作為行業(yè)專業(yè)的工程師，在之前的文章中，我深度介紹了豐田新一代全球架構(gòu)（TNGA）平臺以及TNGA平臺下A25、M20系列，有興趣的網(wǎng)友可以參閱。

[聚沙成塔]豐田凱美瑞/亞洲龍2.5L發(fā)動機(jī)超深度開發(fā)解密上

[聚沙成塔]豐田凱美瑞/亞洲龍2.5L發(fā)動機(jī)超深度開發(fā)解密中

[聚沙成塔]豐田凱美瑞/亞洲龍2.5L發(fā)動機(jī)超深度開發(fā)解密下

[精益求精]豐田M20系列2.0L發(fā)動機(jī)超深度開發(fā)解密上

[精益求精]豐田M20系列2.0L發(fā)動機(jī)超深度開發(fā)解密下

本文將針對絕大多數(shù)準(zhǔn)備入手豐田的潛在消費(fèi)者和已經(jīng)入手豐田的消費(fèi)者，著重介紹M20發(fā)動機(jī)的一些秘密，為大家選車購車提供參考。

1 哪些車型搭載了M20發(fā)動機(jī)？

下圖是我收集的相關(guān)信息，可以看到雖然它們都是M20發(fā)動機(jī)，但是不同版本的型號代碼是有區(qū)別的。一般來說，不同代碼之間肯定代表著發(fā)動機(jī)有區(qū)別，可能是軟件、可能是硬件、可能是生產(chǎn)場地的不同。廣汽豐田為M20C，為國產(chǎn)版本，凌尚、C-HR、凱美瑞、威蘭達(dá)都使用了這一款發(fā)動機(jī)，早年還有部分車型使用M20A進(jìn)口發(fā)動機(jī)，如今都進(jìn)行了國產(chǎn)化，在C-HR上還有一款混動版本用的M20F。一汽豐田版本稍微復(fù)雜一些，為亞洲龍的M20A，RAV4榮放的M20D，亞洲獅、奕澤IZOA的M20E，和奕澤IZOA混動用的M20B，其中亞洲龍的M20A是日本進(jìn)口版本，預(yù)計(jì)改款后會采用國內(nèi)的M20E，RAV4榮放采用的M20D為一汽豐田的版本，我猜測為國內(nèi)組裝版本，亞洲獅和奕澤IZOA上的M20E為一汽豐田的深度國產(chǎn)化版本。

RAV4榮放

最低售價(jià)：12.58萬起最高降價(jià)：4.40萬

圖片參數(shù)配置詢底價(jià)

懂車分3.80懂車實(shí)測空間·性能等車友圈45萬車友熱議二手車2.10萬起 | 1025輛

圖 豐田RAV4 榮放 搭載M20發(fā)動機(jī)

威蘭達(dá)

最低售價(jià)：12.98萬起最高降價(jià)：4.40萬

圖片參數(shù)配置詢底價(jià)

懂車分3.84懂車實(shí)測空間·性能等車友圈23萬車友熱議二手車8.58萬起 | 299輛

圖 RAV4榮放姐妹車型威蘭達(dá)搭載M20發(fā)動機(jī)

雷克薩斯ES和UX采用的M20A-FKS，為日本進(jìn)口發(fā)動機(jī)，在UX上還搭載了一款混動用M20A-FXS發(fā)動機(jī)。坊間傳聞?wù)fM20A為進(jìn)口子零件國內(nèi)組裝，其實(shí)是錯(cuò)誤的。該傳聞的由來是15年-19年雷克薩斯ES200搭載6AR發(fā)動機(jī)，6AR為中國定制版，全球僅廣豐生產(chǎn)，因此那段時(shí)間ES200的6AR發(fā)動機(jī)為國內(nèi)生產(chǎn)日本組裝。

雷克薩斯ES

最低售價(jià)：21.99萬起最高降價(jià)：8.00萬

圖片參數(shù)配置詢底價(jià)

懂車分4.12懂車實(shí)測空間·性能等車友圈32萬車友熱議二手車2.38萬起 | 1831輛

圖 搭載進(jìn)口M20A發(fā)動機(jī)的雷克薩斯ES200

雷克薩斯UX

最低售價(jià)：19.38萬起最高降價(jià)：7.50萬

圖片參數(shù)配置詢底價(jià)

懂車分3.79懂車實(shí)測空間·性能等車友圈3.4萬車友熱議二手車10.58萬起 | 58輛

圖 搭載混動M20A發(fā)動機(jī)的UX混動版

圖 目前M20發(fā)動機(jī)應(yīng)用的車型群

2 為何M20不同版本有不同功率？

從上圖中可以發(fā)現(xiàn)，雖然發(fā)動機(jī)相同，但是功率扭矩參數(shù)有差異，這是為何呢？是不是發(fā)生了減配？其實(shí)不然，發(fā)動機(jī)本體是一樣的，只不過由于發(fā)動機(jī)附件存在差異，比如進(jìn)排氣布局有差異，有的單排氣管，有的雙排氣管，導(dǎo)致它們排氣背壓不一樣；比如選用的消音器供應(yīng)商不同，導(dǎo)致排氣的共振頻率不同；進(jìn)氣系統(tǒng)布局有差異，進(jìn)氣損失不同；在標(biāo)定上也根據(jù)整車重量的區(qū)別，對性能工況點(diǎn)空燃比有一定調(diào)整；又或者法規(guī)申報(bào)的時(shí)候，出現(xiàn)了設(shè)備誤差，以及保守系數(shù)不一樣。

圖 不同進(jìn)氣排氣布置對發(fā)動機(jī)性能有影響

這些原因?qū)е铝斯β逝ぞ氐牟煌?。消費(fèi)者在選車時(shí)不用在意這些差異點(diǎn)，在正常使用過程中是感受不到這一點(diǎn)性能的區(qū)別的。

3 M20發(fā)動機(jī)和A25發(fā)動機(jī)有什么區(qū)別？

M20發(fā)動機(jī)是豐田第二款TNGA Dynamic Force Engine，第一款就是大名鼎鼎的A25發(fā)動機(jī)，就是2.5L那款。它們在技術(shù)指標(biāo)上是一脈相承的。除了排量不同，它們使用的技術(shù)指標(biāo)高度雷同，不存在M20是A25減配的說法，甚至在性能指標(biāo)上，M20的升功率和升扭矩表現(xiàn)會更好。

豐田TNGA系列采用的技術(shù)比較先進(jìn)，在2017年第一款上市的時(shí)候，采用了多項(xiàng)世界首次的技術(shù)，即使放到2021年，采用的技術(shù)依然是目前家用車中最先進(jìn)的技術(shù)群之一。比如A25和M20都采用了細(xì)氣缸長沖程的有利于燃油經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)，為了提高燃燒速度采用了高滾流比設(shè)計(jì)；采用了行業(yè)領(lǐng)先的雙噴射D-4S系統(tǒng)；進(jìn)氣采用了電動VVT-iE可變氣門正時(shí)，排氣采用了液壓VVT-i可變氣門正時(shí)，實(shí)現(xiàn)了大范圍阿特金森循環(huán)；采用了提高熱效率的大殺器——低溫EGR系統(tǒng)，壓縮比提高至13:1（燃油版），14:1（混動版），其他機(jī)構(gòu)也采用了平衡軸、電子節(jié)溫器、電控水泵、可變排量機(jī)油泵等等。

圖 TNGA 發(fā)動機(jī)核心技術(shù)一覽

M20作為A25的后續(xù)機(jī)型，它們的設(shè)計(jì)理念雖然一樣，但是由于單缸排量有不同，在設(shè)計(jì)上還是有針對性的優(yōu)化的。比如發(fā)動機(jī)運(yùn)行中經(jīng)常使用爆震極限附近的高效區(qū)域，因此，利用外部EGR抑制泵氣損失和擴(kuò)大MBT區(qū)域是有效方式，M20發(fā)動機(jī)為了提高EGR系數(shù)，對湍流進(jìn)行強(qiáng)化，通過設(shè)置進(jìn)氣道來滿足這些進(jìn)氣性能要求。

圖 燃燒室進(jìn)氣流場圖（左A25，右M20）

如前文所述，基于TNGA燃燒設(shè)計(jì)理念，M20發(fā)動機(jī)硬件上也先沿用A25發(fā)動機(jī)。燃燒系統(tǒng)也采用DI和PFI相結(jié)合的D-4S系統(tǒng)，并將TNGA開發(fā)的錐形多孔DI噴油器和新型PFI噴油器（新型噴霧布局）推廣到M20發(fā)動機(jī)上。然而，由于氣缸直徑的減小，直噴燃油噴霧的長度不變的話，對氣缸壁面的濕壁效應(yīng)更加嚴(yán)重（Pistion wetting），嚴(yán)重影響PM/PN排放。因此，對DI噴霧進(jìn)行了改進(jìn)。

圖 A25和M20氣缸濕壁效應(yīng)的對比

為了克服這一矛盾，通過優(yōu)化噴油器抑制噴霧長度，并且調(diào)整了每個(gè)噴霧之間的間隙。改進(jìn)前后的噴霧評價(jià)結(jié)果如圖所示，結(jié)果表明，擴(kuò)錐角噴孔的噴霧長度變短，且與改進(jìn)前相比，該噴霧形狀可以減少氣缸內(nèi)了濕壁效應(yīng)。

圖 單形狀錐孔和多形狀錐孔下噴霧特性的對比

圖 CFD結(jié)果對比演示圖

由于M20發(fā)動機(jī)排量更小，不需要對活塞進(jìn)行強(qiáng)化冷卻，因此取消了活塞機(jī)油噴嘴，在其他領(lǐng)域，M20和A25并沒有不同。

4 M20熱效率真實(shí)可靠不？

豐田宣布旗下的M20的熱效率和A25一樣，燃油版為40%，混動版為41%。BSFC圖如下圖所示，黃色五角星為最高熱效率工況，圖中轉(zhuǎn)速只到3200rpm，扭矩只到140Nm。

圖 豐田官方公布的效率圖

關(guān)于這個(gè)熱效率是否真實(shí)可靠，其實(shí)行業(yè)并沒有什么第三方能夠監(jiān)督。不過北美EPA（環(huán)保署）曾對A25系列發(fā)動機(jī)做過試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了熱效率確實(shí)可信。如下圖所示，上面的是EPA根據(jù)豐田官方描述的A25發(fā)動機(jī)熱效率map圖進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，下面的圖是EPA美國環(huán)保署試驗(yàn)A25發(fā)動機(jī)熱效率map圖?？梢钥闯?，EPA實(shí)測熱效率峰值為39.8%，與豐田公布的數(shù)據(jù)高度接近，最大功率和扭矩也和豐田官方數(shù)據(jù)接近。

PS：受到不同油品、試驗(yàn)設(shè)備、測試方法等差異，數(shù)據(jù)存在一定的誤差是合理的。

北美EPA（環(huán)保署）對比數(shù)據(jù)

對此，M20基于A25進(jìn)一步開發(fā)，其排量更小，熱負(fù)荷壓力更小，熱效率更有優(yōu)勢，因此實(shí)現(xiàn)40%的熱效率是沒有問題的。

5 M20省油的秘訣？

眾所周知，TNGA系列的發(fā)動機(jī)非常省油，無論是B級轎車還是緊湊型SUV，工信部油耗都在6L/100km以下，在第三方的油耗眾測平臺上表現(xiàn)也是可圈可點(diǎn)。它省油的秘訣是什么呢？

我對豐田旗下搭載M20發(fā)動機(jī)的凱美瑞進(jìn)行了道路載荷計(jì)算，如下圖。

圖 凱美瑞行駛阻力計(jì)算圖（部分參數(shù)為推測，結(jié)果僅供參考）

對目前豐田旗下的搭載M20發(fā)動機(jī)的車型在100km/h和120km/h工況下的需求功率進(jìn)行了匯總，并在圖中標(biāo)記。黃色五角星為最佳熱效率40%的點(diǎn)，深橙色為超過39%熱效率的點(diǎn)，黃色和橙色為超過37%熱效率的點(diǎn)。從圖中可以看出，這幾款車型在100km/h定速巡航時(shí)發(fā)動機(jī)處于37%以上熱效率，在120km/h定速巡航時(shí)發(fā)動機(jī)處于39%以上的熱效率。豐田通過對發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)標(biāo)定讓最佳熱效率點(diǎn)處于日常使用的工況下，因此實(shí)際油耗表現(xiàn)會非常出色。大家也可以關(guān)注下其他部分車企公布的熱效率圖，是不是處于日常能夠用到的工況。

凱美瑞

最低售價(jià)：12.98萬起最高降價(jià)：5.00萬

圖片參數(shù)配置詢底價(jià)

懂車分3.88懂車實(shí)測空間·性能等車友圈69萬車友熱議二手車1.37萬起 | 2155輛

圖 搭載TNGA發(fā)動機(jī)的首款產(chǎn)品豐田凱美瑞

圖 根據(jù)汽車?yán)碚撘约皞鲃有使浪愫蟮难埠竭\(yùn)行工況圖

6 M20會"送"機(jī)油不？

我在第三方質(zhì)量平臺上搜了一下，目前M20幾乎沒有"送"機(jī)油的案例，包括A25的燃油版，"送"機(jī)油的案例也基本沒有了，目前依然存在部分A25混動車型有機(jī)油增多的現(xiàn)象。這個(gè)反應(yīng)了燃油版在日常使用中并不容易送機(jī)油，混動版由于工況的原因，還是會出行送機(jī)油的案例。

圖 某平臺機(jī)油投訴案例

作為專業(yè)領(lǐng)域工程師，我對機(jī)油增減是見怪不怪的。長期以來由于某些品牌的特點(diǎn)，燒機(jī)油被消費(fèi)者知曉，見怪不怪；2年前，某"機(jī)油門"事件爆發(fā)，消費(fèi)者第一次了解到機(jī)油增多。其實(shí)，在發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，送機(jī)油和燒機(jī)油同樣普遍，只不過以前消費(fèi)者沒有注意到而已。業(yè)界稱之為機(jī)油稀釋，這是每一個(gè)發(fā)動機(jī)研發(fā)不得不面對的問題。

從原理說起，活塞汽油發(fā)動機(jī)的活塞把發(fā)動機(jī)分為兩個(gè)部分——燃燒室與曲軸箱。理想狀態(tài)下，燃燒室和曲軸箱是完全隔絕的，現(xiàn)實(shí)中依靠活塞環(huán)來密封，然而，活塞環(huán)有缺口，且活塞環(huán)與氣缸壁的表面無法做到絕對意義的無縫隙，因此如下圖所示，直噴系統(tǒng)噴油器噴油過程和燃燒過程中，會有一部分可燃混合氣以及燃燒產(chǎn)物，在燃燒室高壓環(huán)境下，從活塞環(huán)和氣缸之間的間隙中竄入曲軸箱內(nèi)。在冷啟動期間，曲軸箱溫度還很低，竄氣易于凝結(jié)成水蒸氣，混合燃?xì)庖矔淠蜋C(jī)油混合。目前世界民用級汽油發(fā)動機(jī)，沒有任何一臺車在冷啟動期間不會機(jī)油增多，因?yàn)闆]有任何技術(shù)能夠違背高壓氣體向低壓區(qū)域流動的物理特性。

M20發(fā)動機(jī)在設(shè)計(jì)過程中考慮到此因素，標(biāo)配了雙噴射系統(tǒng)，且優(yōu)化了噴油器噴口，在低溫冷啟動瞬間轉(zhuǎn)速到達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速后切換至混合噴射，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后的低中溫怠速采用歧管噴射，因?yàn)槠绻車娚洳恢苯訃娙肴紵遥瑳]有濕壁效應(yīng)，理論上雙噴射系統(tǒng)機(jī)油稀釋問題會少。

圖 TNGA發(fā)動機(jī)改善濕壁效應(yīng)的對策

當(dāng)發(fā)動機(jī)長時(shí)間和高頻次的處于低溫、冷機(jī)的運(yùn)行工況下，機(jī)油溫度不足，水汽和液態(tài)燃油無法二次揮發(fā)，久而久之，機(jī)油量就會增加。根據(jù)我的試驗(yàn)，任何民用級汽油車，外界氣溫零下每天只怠速5分鐘，油底殼不泄露的話，一個(gè)月內(nèi)機(jī)油會明顯增多。對于混動車型來說，由于日常駕駛電機(jī)和發(fā)動機(jī)相互關(guān)閉，因此發(fā)動機(jī)溫度難以上升，在冬天短途駕駛時(shí)，日積月累，機(jī)油就增加了。

對于機(jī)油增多是否是問題，嚴(yán)重到什么程度是問題，我整理了一張表格，供參考。

圖 工程師判斷機(jī)油增多正常和異常

大家可以先檢查下自己車的機(jī)油，是不是出現(xiàn)了我表格中的現(xiàn)象。如果出現(xiàn)了機(jī)油增多或者乳化現(xiàn)象，但是機(jī)油增多不明顯，長途行駛后乳化消失機(jī)油減少，那么就是正常的；如果出現(xiàn)機(jī)油尺機(jī)油變質(zhì)或者乳化，完全暖機(jī)后機(jī)油蓋依舊乳化，或者出現(xiàn)故障等警告燈，發(fā)動機(jī)抖動異響之類的問題，就要及時(shí)去4S店反饋調(diào)查。

7 M20 夠不夠用，有必要上A25嗎？

很多消費(fèi)者有疑慮，是買M20的2.0L發(fā)動機(jī)+WCVT的版本還是買A25的2.5L發(fā)動機(jī)+8AT的版本呢？作為這個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)工程師，我自己也深度試駕過它們的各個(gè)版本。我認(rèn)為買M20+WCVT的版本就夠用了。

比如根據(jù)我的實(shí)際測試，搭載M20A 2.0L的亞洲龍百公里加速10.1s，搭載A25A 2.5L的亞洲龍百公里加速9.7s，A25A發(fā)動機(jī)雖然功率提高明顯，但是實(shí)際加速只提高了0.4s。而且由于變速箱的調(diào)教和換擋節(jié)拍的影響，在0-60km/h加速中M20A和A25A完全一致，A25A只在60-100km/h有一定優(yōu)勢。當(dāng)然，在100km/h的時(shí)候再全油門加速下A25A發(fā)動機(jī)加速明顯，而M20A開始疲軟，但是這個(gè)工況對日常駕駛是極少使用的。

相比于雅閣和BBA，即使是A25A發(fā)動機(jī)的亞洲龍，加速性能并沒有明顯優(yōu)勢，反而油耗表現(xiàn)輩拖累了，因此從我的個(gè)人建議，豐田TNGA動力總成中買M20系列發(fā)動機(jī)就夠用了。

此外，M20還配套了全新無級變速器（Direct Shift CVT，也稱WCVT），實(shí)現(xiàn)了寬傳動比，提高了傳動效率。由于起步擋位是AT，沒有傳動遲滯，因此0-100km/h的加速時(shí)間和加速質(zhì)感提高明顯。

W-CVT在燃油經(jīng)濟(jì)性、加速性能和NVH性能方面有顯著提高外，還通過提高傳動比提高發(fā)動機(jī)高效區(qū)間的使用頻率。對于該新結(jié)構(gòu)，不僅利用現(xiàn)有鋼帶輪所保持的金屬帶傳遞動力，還增加了用于起動和低速行駛的齒輪傳動機(jī)構(gòu)，與鋼帶傳動相比，在低速側(cè)設(shè)置的高效直接檔用于起動和急加速，發(fā)揮出發(fā)動機(jī)的性能。通過采用M20發(fā)動機(jī)與WCVT，通過高扭矩的最大利用實(shí)現(xiàn)了良好的加速響應(yīng)。下圖顯示了車輛在全負(fù)荷起步加速時(shí)的G值情況。通過起動的齒輪傳動，實(shí)現(xiàn)了NA發(fā)動機(jī)特有的直接加速感和快速響應(yīng)，在與小尺寸渦輪增壓發(fā)動機(jī)的競爭中，響應(yīng)性上具有優(yōu)勢。

圖 全負(fù)荷加速下G值

因此我更推薦M20+WCVT的動力總成組合，希望部分糾結(jié)的車主也去實(shí)車體驗(yàn)一下，看看我說的是否準(zhǔn)確。

亞洲龍

最低售價(jià)：13.88萬起最高降價(jià)：4.00萬

圖片參數(shù)配置詢底價(jià)

懂車分3.87懂車實(shí)測空間·性能等車友圈34萬車友熱議二手車6.98萬起 | 753輛

圖 亞洲龍M20A發(fā)動機(jī)百公里加速10.1s，A25A發(fā)動機(jī)百公里加速9.7s

8 小結(jié)

豐田TNGA平臺下全新動力總成2.0L NA+WCVT，是一套比較先進(jìn)的技術(shù)。以往豐田給大家的感覺就是可靠性不錯(cuò)但是動力系統(tǒng)平平無奇，這套動力總成總體上是非常成功的產(chǎn)品，得到了消費(fèi)者普遍的認(rèn)可，也幫助近幾年豐田在中國的銷量增長。如果大家有什么疑惑，歡迎在評論區(qū)點(diǎn)評，待我收集完后再寫一些。