文：世良耕太

翻譯：小黎

從2014年開始，Super GT GT500與Super Formula開始使用一種名字叫“NRE (Nippon Racing Engine)”的發(fā)動機。在此之前，兩個比賽是用3.4L V8自吸發(fā)動機，并使用空氣限流器對動力進(jìn)行限制，而新的NRE，則為2.0L 直列四缸渦輪增壓發(fā)動機，并從空氣限流轉(zhuǎn)為燃油限流。

早在2011年4月，豐田東富士研究所就把用在Formula Nippon（SF的前身）上的RV8K切開兩半，把左邊一半拿出來，進(jìn)行燃油直噴以及渦輪增壓改造，并裝在當(dāng)時的Swift車架上進(jìn)行實車測試。RI4A發(fā)動機，從這時起開始誕生。

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后來TRD承擔(dān)了發(fā)動機的研發(fā)，RI4AG，為GT500發(fā)動機；RI4A，則是SF發(fā)動機。兩者雖然在基本規(guī)格上大致相同，但在細(xì)節(jié)上存在諸多不同，比如前者使用的是獨立節(jié)氣門，而后者使用單節(jié)氣門。一開始，豐田想使用右邊進(jìn)氣，左邊排氣的布局，但考慮到與DTM統(tǒng)規(guī)，駕駛艙在左邊，因此使用了左邊進(jìn)氣，右邊排氣的布局。

現(xiàn)TRD發(fā)動機部門總監(jiān)佐々木孝博，從一開始便參與到NRE項目當(dāng)中，他回想起時任發(fā)動機總監(jiān)永井洋治的話：“這臺發(fā)動機至少要用十年?！笔聦嵣?，確實如此。

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作為豐田第一臺直噴的賽車發(fā)動機，如何選擇噴油器的位置，是非常關(guān)鍵的問題，一般來說噴油器可以放在燃燒室的頂部，或者側(cè)邊，可以是排氣側(cè)，也可以是進(jìn)氣側(cè)，RI4A（G）使用的是排氣側(cè)放置噴油嘴，與當(dāng)時進(jìn)氣側(cè)放置主流相反。佐々木表示：“大家都知道排氣側(cè)放置會更好，因為燃燒會更迅速充分，空燃比更低，而且增壓值更高。但由于所處位置溫度較高，比較難控制，容易出現(xiàn)爆震，所以其他廠商為了保險起見，并無使用?！?/p>

第二個關(guān)鍵點是振動，直列四缸發(fā)動機的特點之一是有二階振動，在賽車領(lǐng)域，這種振動會被放大，從而導(dǎo)致穩(wěn)定性問題。在圍場的三家廠商里，唯一在GT500曾使用過四缸發(fā)動機的，就是豐田，項目負(fù)責(zé)人永井，曾經(jīng)參與過3S-GTE GT500發(fā)動機的研發(fā)。所以振動對于他們來說，像是再次重逢的老對手。

盡管發(fā)動機本體的研發(fā)進(jìn)展順利，但真正整合到賽車當(dāng)中，又是另外一回事。在2014年賽季開始后，RC-F GT500存在剎車問題，車隊不得不犧牲發(fā)動機的冷卻（中冷以及散熱），為剎車通風(fēng)口讓路。該問題，困擾著RC-F時期。發(fā)動機冷卻妥協(xié)，意味著進(jìn)入到燃燒室的溫度很高，特別是在武里南賽道的比賽，進(jìn)入到燃燒室的空氣溫度會高達(dá)60度，這讓車隊不得不調(diào)低功率。所幸，2016年賽季最后兩場比賽茂木都在11月舉行，這為39號車組拿下總冠軍提供了客觀條件。

佐々木回憶起當(dāng)時的情景：“在WOT（Wide open throttle），我們是這樣處理的。每當(dāng)1-2或者2-3升擋的時，發(fā)動機會有十分短暫的冷卻期，我們于是抓住這個機會，把點火角提前，從數(shù)據(jù)上顯示，性能確實有提升，車手也反饋，開起來完全不同了。”

?當(dāng)然，你也可以認(rèn)為這是特別版發(fā)動機，佐々木說，比賽結(jié)束后，發(fā)動機就基本報廢了。

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2017年的LC500，為散熱系統(tǒng)的重新設(shè)計提供了條件，盡管發(fā)動機的本體變化不大，但由于冷卻的提升，發(fā)動機得以用盡其所能，動力提升了20-30匹馬力。2016年9月LC500正在測試的時候，副燃燒室技術(shù)（PCI）開始研發(fā)。該技術(shù)將會用于豐田L(fēng)MP1與GT500發(fā)動機（有意思的是，三年前同樣是世良寫的關(guān)于LMP1發(fā)動機的文章，并無提到PCI）。

PCI其實是在火花塞前放置一個很小的空腔，空腔里會留存很少量的燃油，當(dāng)點燃時，火焰會從空腔底部的小孔噴出，這些高溫噴流會使燃燒室里的油氣混合物更快速，充分燃燒，并且可以允許更低的空燃比。

PCI發(fā)動機在2017年（估計是年中）開始測試，一開始，副燃燒室是固定在燃燒室上的，當(dāng)時擔(dān)心存在過早點火的現(xiàn)象。經(jīng)過一年多的測試后，2018年賽季正式開始使用，這時，副燃燒室是套在火花塞上的。

佐々木說，在高負(fù)荷的時候，噴流的能量是十分大的，但當(dāng)?shù)拓?fù)荷時，就有可能導(dǎo)致燃燒不正常，特別是anti-lag system（ALS-防渦輪遲滯系統(tǒng)）工作的時候，因此需要在高負(fù)荷與低負(fù)荷之間找到平衡點。

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當(dāng)然，模擬分析技術(shù)在整個研發(fā)過程中起到非常大作用，特別是對噴流的模擬，加速了PCI的研發(fā)速度，減少了其中的成本。

2018 PCI版發(fā)動機與2017版發(fā)動機對比，性能提升了2.4%，換算成動力大概為23PS。

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進(jìn)入2020年Class-1時代后，豐田更多是在細(xì)節(jié)上精雕細(xì)琢，特別是在ECU從Cosworth換成博世的大背景下。

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2020年賽季最后一站的失利，揭露出了RI4AG油耗上的不足，原因之一，是該發(fā)動機更加依賴ALS。為此，豐田對發(fā)動機的特性進(jìn)行優(yōu)化，盡量減少ALS關(guān)閉所帶來的影響。同時，在2022年之前，豐田是在排位賽使用一個P-MAX（最大燃燒壓力）值，正賽使用另外一個P-MAX值。從2022年開始，無論正賽還是排位賽，都使用同一個P-MAX，可以看出，發(fā)動機的適用性有了顯著的提升。