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史上最"+"全新皇冠D-4ST 2.0T+之技术爆炸

2015-08-19 19:34:25 来源:汽车口碑网 www.chekb.com 我要评论(0)

在前面的系列文章中,无论是调侃,还是解读,全新皇冠D-4ST 2.0T+(科技+、动力+、舒适+、可靠+)双涡管涡轮增压发动机都给大家留下了深刻印象,其搭载的D-4ST双喷射系统、双涡管增压系统、可切换阿特金森循环、集成式排气歧管、水冷式中冷器……几乎都是与涡轮增压发动机相关的全球新技术,不过单个解析似乎仍不足以全面展现这款发动机的强大,那么将这些先进科技集合到一起,会给这款史上最“+”涡轮增压发动机带来哪些质变呢?质变当然需要量变的积累,这个量对于全新皇冠D-4ST 2.0T+发动机来说就是新技术,那我们就从世界、丰田首次采用的新技术看起。

丰田最新技术的集结号

双喷射技术

全新皇冠首次采用D-4ST双喷射系统,顾名思义其采用的是缸内直喷和歧管喷射两种模式相结合的设计。它根据发动机的负荷状况进行协调工作,在冷启动以及低负荷工况下,使用歧管喷油,尤其是冷机状态下,相比缸内直喷,歧管喷油让油气混合得更充分,而且可以清洗气道,避免气道、气门积碳和淤积赃物;中等负荷下缸内喷射开始介入,进入复合喷射状态;重负荷则由缸内直喷系统全面接管。两套喷油系统,既结合了歧管喷射的特点,又发挥了缸内直喷精确喷油的优势,优化整车燃油效率的同时动力也大幅提升。

双涡管技术

单涡轮双涡管技术也是丰田首次采用,相比于单涡管增加了一条废气通道,此举看似简单,却让排气更加顺畅、泵气损失更少,从而发挥更强的增压效果。相信很多人选择涡轮增压发动机,都是看中它强劲的动力,踩下油门后带来的推背感。不过,涡轮启动需要排气量达到一定水平,这也就是常说的涡轮迟滞效应,可惜的是单涡管产生的排气干涉会加重这种涡轮迟滞。而理顺排气的双涡管正好与之相反,可快速提升涡轮介入的灵敏度。与此同时,全新皇冠D-4ST 2.0T+发动机还对涡轮进行了轻量化处理,令涡轮响应更快,所以这款发动机平顺性堪比自然吸气发动机,同时保有超强的加速性能。

双涡管涡轮增压器市面上本不多见,再加上排气歧管缸盖一体化设计,这样的组合为世界首次采用。将排气歧管集成在缸盖内,可令发动机布局更紧凑,另外在排气歧管周围套上水套,还可以优化发动机热管理。因为,冷启动时完全可以“近水楼台先得月”地充分利用废气热量,减少热机时间;另外,水道在重负荷下可以帮助废气降温,从而降低涡轮的热负荷,起到水冷式中冷器的效果,进一步提高涡轮低速的反应。

双循环技术+双VVT-i(W)技术

丰田首次搭载VVT-i(W)气门正时广角技术,这项技术可视为VVT-i可变气门正时技术的升级版。其可变气门正时从油压控制改为更加精确的电控,正时角度的可变范围也更大,能够更好地控制进气时机与进气量,保证了各个转速范围内的大扭矩输出。也正是因为它的使用,让发动机在不同工况下实现奥托循环和阿特金森循环两种工作模式。

D-4ST的动力革命

这么多新技术的应用,引发了怎样的化学反应呢?下面就结合这款发动机的特性曲线具体来看一看。从图中不难看出,D-4ST 2.0T+发动机的最高功率为173kW,最大扭矩为350Nm,同时在1600转左右就可爆发,至4500转左右仍可保持恒定的最大扭矩输出,所以这款发动机拥有更宽幅的高扭矩区间,这样无论在起步加速,还是在高速行驶中,车辆都可获得源源不断的澎湃动力。

另外,在D-4ST双喷射系统、双涡管增压系统等的配合下,这款发动机的最大热效率也达到了增压发动机中36%的高水准(一般增压发动机热效率在30%~35%左右)。其动力已经如此强了,燃油表现又如何呢?

“+倍”节油

看过前几篇“史上最‘+’发动机”介绍的朋友一定还记得这样一个消息,2017年后德系汽车厂商也将采用目前已应用于全新皇冠D-4ST 2.0T+发动机上的双循环系统(奥托循环与阿特金森循环)。大家都这么看好双循环,无非是看中了可切换阿特金森循环的超高节油性。而阿特金森循环是利用延迟进气门关闭,使膨胀比高于压缩比,来实现节油的。从这一点来说,其与D-4ST双喷射系统相结合,又是一个逆天的组合。因为,直喷技术最大的特点就是在压缩行程之后喷油,也就是在阿特金森模式下,进气门关闭前压回进气道的只有空气,省油效果愈加突出。

此外,全新皇冠搭载ISS智能启停系统,在城市工况下节油效果可以提升7%左右。目前很多高档车上都装配有类似的启停系统,那ISS智能启停系统与他们有哪些不同呢?

对启停系统有所了解的朋友都知道,在夏天的时候,当车辆处于停止状态(非驻车状态),发动机将暂停工作,这个时候空调系统将转为送风机制,一旦车辆静止时间过久,车内温度会越来越高,用户将不得不手动将启停系统关闭,节油也就无从谈起。而ISS系统则特别装备有蓄冷材料,即使空调转为送风时也能利用蓄冷蒸发器使送风空气冷却。从而阻止车内温度上升,令车内保持舒适同时提升车辆节油性。此外,这套系统还有启动振动小、声音小以及反应敏捷等特点。

其实,为了节省每一滴燃油,除了非常显眼的技术(双循环系统)以及装备(ISS智能启停系统)外,其他技术也都在尽全力为节油服务。比如,水冷式中冷器,前面我们已经对它进行过介绍,其特点是对压缩后的进气能够进行持续、稳定的冷却,从而获得更好的性能表现,增压的介入响应也会得到提升。这里要说的是,当发动机在长时间高负荷驾驶的情况,多少会使用一些燃料进行冷却。如果拥有了这样一款稳定高效的冷却器,这部分燃油消耗完全可以省掉。直接进结果:全新皇冠D-4ST 2.0T++8AT的百公里油耗仅7.4L。

大招总是最后出

事实上,目前市场上对于有些涡轮增压发动机“(汽)油机(油)混动型”的诟病,让人们不得不关注“烧机油”这个话题,当然,每一款发动机都存在机油消耗或烧机油的现象,不过由于涡轮增压发动机自身特点,其机油消耗相对更高(也就是通常所说的“烧机油”)。

对于这个问题,全新皇冠D-4ST 2.0T+发动机作为丰田重返涡轮增压领域的力作,不可能没有表示。为了防止这款发动机在机油消耗上出现异常,丰田采取了多种手段。比如,改良喷嘴形状、优化喷油时机以及燃烧室形状等,以确保燃油充分燃烧,避免未充分燃烧的油气附着在气缸壁上与机油接触,导致机油异常消耗。

此外,丰田还首次采用了机油喷射停止系统、全新喷射泵机构(新PCV系统)等,让D-4ST 2.0T+发动机的机油消耗保持在正常值范围内,同时其机油老化程度、使用寿命几乎与自然吸气发动机相当。关于这款发动机为什么不 “烧机油”,我们单独用了一篇的篇幅进行介绍,更多细节可以到《史上最“+”全新皇冠D-4ST之“不烧机油7宗罪 ”》中了解。

最后的最后又来一招(这个之后保证杀青)

这么多技术集合在一起,D-4ST 2.0T+发动机的可靠性如何呢?为了确保最新动力总成的耐久性以及给用户带来信赖感,全新皇冠D-4ST 2.0T+发动机在上市前进行了长距离耐久性行驶试验。其中,行驶路况包括城市市区、高速公路、西部高原(标高4000米以上)等;而试验内容也囊括了冰面、雪地等路况测试。此外,全新皇冠还专门针对发动机进行了极低温度条件下的行车评价以及超过240 km /h的超高速行驶测试。在整个测试实验中,D-4ST 2.0T+发动机运行良好,没有出现任何故障。而且,出于对零部件工艺、工程标准的苛求,整个发动机包括增压器均由丰田自制,产品品质已经得到了有力保证。

对丰田有所了解的人都知道,丰田早在八十年代就已经拥有涡轮增压发动机。那有人会问了,丰田既然早已掌握了涡轮增压技术,为什么直到现在才把涡轮增压发动机导入中国市场,是看到涡轮增压在中国“火”了吗?其实,丰田的工程师们考虑最多的,是要让第14代全新皇冠“经得起考验”。全新第十四代皇冠无非是要将世界先进技术建立在稳定性、可靠性有保障的基础上带给中国消费者。到此,本文真的要杀青了,如果觉得我们的介绍还不够,不妨在8月22日全新皇冠2.0T上市后,放胆一试。

责任编辑:张燕青

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