省油有劲又可靠 丰田D-4T发动机技术解析

省油有劲又可靠 丰田D-4T发动机技术解析
省油有劲又可靠 丰田D-4T发动机技术解析
省油有劲又可靠 丰田D-4T发动机技术解析

  值得一提的是,目前在售的一汽丰田卡罗拉和广汽丰田雷凌两款车,就搭载了这台高效节能又皮实耐用的D-4T发动机。而在选车过程中,更多的消费者也将搭载D-4T发动机的这两款车型作为购车首选。

如何做到兼顾动力与油耗?

  动力与油耗,向来是鱼和熊掌的事情,但是丰田的D-4T发动机最让人惊叹的地方,就在于它达到了动力与油耗的完美平衡——峰值扭矩达到185Nm,甚至超过了1.8L自吸发动机的水平。以卡罗拉/雷凌车型为例,这台发动机配合S-CVT超智能无极变速器,油耗低至竞争对手难以企及的百公里5.4L。更令人惊讶的是,这款D-4T发动机的热效率达到了36%,这个数字是目前世界上轻量化涡轮增压发动机的一流水准——你花钱加的油,更多用在了车轮的转动上,而非变成热量白白耗散掉。

  那么,丰田D-4T发动机到底有哪些技术,让它成为高效的轻量化涡轮增压发动机呢?我们可以分成动力方和油耗两个方面来看。

动力方面

  ① 燃油缸内直喷

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  毫无疑问,丰田的1.2L直喷涡轮增压发动机搭载的直喷技术,相比传统的燃油喷射技术,能在一次压缩冲程中进行多次喷射,正所谓“好钢用在刀刃上”,多次喷油就是把汽油用在刀刃上。缸内直喷的最终效果就是实现更高的燃油使用效率。

  ② 低惯性涡轮增压器

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  丰田在D-4T发动机上面使用了低惯性涡轮增压器,所谓“低惯性”,就是说涡轮更小、更轻,这样自身的惯性也就更低,即便是少量废气也可以有效驱动涡轮攀升转速,达到增压效果。最终,低惯性涡轮增压器可以带来更快的动力响应,甚至大大减轻涡轮迟滞现象,同时并不会增加油耗。这技术放到车上,你会觉得车辆在初段动力特别棒,两个字——轻快!

  ③ 水冷式中冷器

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  相比传统的风冷式中冷,水冷式中冷的冷却效率更高、用时更短,有利于提升涡轮的响应灵敏度。

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  更为重要的是,水冷式中冷能为经过涡轮增压器压缩后的空气降温,防止空气中的氧气含量降低,可最大限度的保证发动机的耐久性和可靠性。现在很多增压发动机还使用风冷式中冷器,而水冷式中冷器才是让涡轮增压器更“凉快”的有效手段。

油耗方面

  ① 提前预热系统

  丰田D-4T发动机缩短了冷启动状态下的预热时间,同时确保了预热后的冷却性能。对于家用车,发动机最大的磨损其实来自冷启动那段时间,能把缩短预热时间的话,就可以大大提升发动机的可靠性。同时该系统能够减少发动机在预热阶段消耗的燃油,降低油耗的同时,进一步降低排放。

  ② 活塞机油喷射

  上面说让发动机赶紧“热身”,而这个技术则是让发动机聪明地“冷静”下来。D-4T发动机的活塞机油喷嘴为电子控制,可在冷机期间停止喷射机油,使活塞及其周围温度上升加快,从而缩短发动机的预热时间——让发动机更快达到工作温度,就能少浪费一些汽油,百公里5.4L的超低油耗,就是这么给你省出来的!

  ③ 双循环模式

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  除了热管理和燃油喷射技术,凸轮轴也可以变得更“聪明”!丰田D-4T发动机采用最新研发的双VVT-iW可变气门正时技术,让发动机在奥托循环和阿特金森两种循环模式当中实现无缝切换。说白了,你想要动力澎湃,发动机系统采用奥托循环模式,以保证足够的动力性;高速巡航,你想省油,发动机就切换为阿特金森循环,最大化地提高效率,获得最佳的节油效果。双循环系统的组合使发动机实现最佳动力和最低油耗的双重优势。下面我们用动态图来做个比较形象的演示:

省油有劲又可靠 丰田D-4T发动机技术解析

  对于兼顾油耗与性能,双循环可谓是“杀手级”技术,这项技术在D-4ST 2.0T+发动机上可以见到,丰田将这一技术拓展到了D-4T发动机上面,可以说是不惜成本。而有了上面这些技术加持,再加上丰田一贯在热效率方面的积淀,D-4T发动机的热效率达到了惊人的36%,一举成为世界上热效率最高的轻量化涡轮增压发动机之一!

为什么采用4缸结构?

  有了以上这些技术,丰田的D-4T发动机可以说是用硬技术武装到了牙齿。可能有人会问,为什么丰田不像竞争对手那样,在轻量化涡轮增压发动机上采用3缸结构,而使用4缸呢?

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  答案其实很简单。相比3缸机,4缸发动机天生就拥有更好的平顺性与噪音控制。我们在3缸发动机上经常能听到类似“突突突”的声音,冷机启动后怠速下的振动也很明显。而4缸机的四个活塞是成对运转,正好抵消了振动。

技术这么先进,可靠性如何?

  放心,丰田早就为咱们车主考虑好了。为了让发动机的可靠性和耐久性达到以“皮实”著称的丰田1.6L自吸发动机的水平,丰田真是下了不少功夫。

  ① 集成式排气歧管

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  集成式排气歧管集成在发动机气缸盖中,这一设计减小了发动机体积与重量,同时有效提升发动机冷却液对排气歧管的冷却效果,从而增加排气歧管的使用寿命。事实上,有些厂商在合资车型中,会因为成本原因,阉割掉集成排气歧管,但丰田没有这么做。

  ② 窜气流通装置

  “窜气”是指泄露至曲轴等位置的未完全燃烧的混合气体,窜气中的有害成分会使发动机机油性能下降。D-4T发动机采用喷射泵将窜气重新送入进气口,也就是说让其中的有害成分彻底燃烧掉,不至于“为祸四方”。更大的好处则是窜气不会混入机油,从而实现“不烧机油”。窜气流通装置可以在一定程度上延长机油寿命,降低后期维保成本,这样的装置会提升成本,所以并不是每家厂商都愿意做。丰田这么做了,将来丰田的车主就能少花一些保养钱,实打实的!

  ③ 机油冷却构造

  机油温度过高容易降低机油的性能,新卡罗拉D-4T发动机一方面通过冷却液冷却涡轮增压器,另一方面在机油的循环路径上采取措施,通过冷却液冷却油路,在其返回油底壳过程中得到更加充分的冷却,从而进一步提升发动机的散热性能,进而提升发动机的耐久度与可靠性。

总结
省油有劲又可靠 丰田D-4T发动机技术解析

  事实上,最考验厂商研发功力的并不是大排自吸,反而是增压发动机。丰田D-4T发动机可以说是世界发动机历史上具有里程碑意义的机型,无论是36%的超高热效率,还是为了平衡性能与油耗所搭载的各种先进技术,都是丰田几十年来在发动机潜力发掘方面所获成就的最好体现。而丰田将D-4T发动机用在国内卡罗拉和雷凌两款车上,也标志着品牌全心全意为消费者利益考量。可以说卡罗拉和雷凌在使用D-4T发动机之后,在同级车型中的竞争力又有了明显的提升。

责任编辑:穆正凯

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