拋開60年情懷 全新皇冠2.0T＋發(fā)動機解析

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術頻道】繼漢蘭達之后，皇冠成為豐田在售車型中第二款搭載渦輪增壓發(fā)動機的車型。全新皇冠這款 D-4ST 2.0T⁺雙渦管渦輪增壓發(fā)動機，搭載了包括豐田的D-4S雙噴射系統(tǒng)、奧托/阿特金森雙循環(huán)系統(tǒng)、缸蓋/排氣歧管一體化、單渦輪雙渦管等諸多技術。拋開皇冠60年的情懷，這次我們來聊聊這些新技術又是如何打造出這款發(fā)動機優(yōu)異的性能以及良好的油耗表現(xiàn)的。

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● 全新皇冠2.0T⁺發(fā)動機參數(shù)

　　全新皇冠搭載的這臺2.0T發(fā)動機已經(jīng)率先搭載在全新漢蘭達身上，代號為8AR-FTS，應用在全新皇冠身上最大輸出功率為173kW（235馬力），最大輸出扭矩為350Nm，工信部公布的百公里綜合油耗僅為7.1升。

● 歧管噴射/缸內(nèi)直噴雙噴射系統(tǒng)

　　豐田早在2005年在缸內(nèi)直噴的基礎上，配合歧管噴射開發(fā)出D-4S雙噴射系統(tǒng)。隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)在豐田的雙噴射系統(tǒng)也愈發(fā)成熟，旗下多款新車都搭配了D-4S雙噴射系統(tǒng)，目前雙噴射是在很少一部分的高端機采用的噴油方式。

　　雙噴射系統(tǒng)之所以受歡迎當然是有它的魅力之所在，發(fā)動機工作過程中會遇到各種不同的工況，雙噴射系統(tǒng)可以根據(jù)不同的工況隨時調(diào)用不同的噴油方式，以獲取更好的動力輸出和燃燒效率，同時也可以避免缸內(nèi)直噴發(fā)動機存在的進氣管積碳等問題。

● 奧托/阿特金森雙循環(huán)系統(tǒng)

　　關于奧托循環(huán)和阿特金森循環(huán)，很多童鞋都表示搞不清楚兩者之間的區(qū)別。專業(yè)點來說，兩者的區(qū)別就是奧托循環(huán)的膨脹比等于壓縮比，而阿特金森的膨脹比大于壓縮比。通俗來講，奧托循環(huán)吃更多的飯，干活也更有力氣，而阿特金森吃的飯少，但干活相對奧托循環(huán)來說就沒那么有勁。

　　我們平時所說的四沖程發(fā)動機都是在進氣、壓縮、燃燒、排氣四個行程之間循環(huán)，這實際上就是奧托循環(huán)。阿特金森就是在奧托循環(huán)的基礎上，通過延遲進氣門關閉時間，在壓縮行程開始時往進氣管排出一部分空氣來實現(xiàn)膨脹比大于壓縮比，好處就是在燃燒行程可以少噴點汽油，帶來更低的油耗，缺點是發(fā)動機在低速以及急加速時性能會打折扣。

　　豐田的混合動力車型（例如普銳斯等等）均采用的是阿特金森發(fā)動機，看中的就是它省油的特點，而動力性能打折扣部分則可以由電機來彌補，所以阿特金森發(fā)動機廣受混合動力車型的青睞。

　　全新皇冠這款2.0T⁺發(fā)動機采用雙循環(huán)系統(tǒng)也是基于這樣的優(yōu)缺點相互互補的原理來實現(xiàn)的，在起步階段采用奧托循環(huán)，保證起步加速有力；在中低負荷階段采用阿特金森循環(huán)，降低油耗提高燃油效率；在高負荷階段，再切換為奧托循環(huán)，保證發(fā)動機擁有足夠的動力支持。通過兩種循環(huán)的無縫結(jié)合，全新皇冠在擁有強勁動力的同時也擁有良好的油耗表現(xiàn)。

　　實現(xiàn)發(fā)動機能在奧托循環(huán)和阿特金森之間無縫切換的技術被稱為“VVT-i（W）智能廣角可變氣門正時系統(tǒng)”，可變氣門由油壓控制改為電控，實現(xiàn)更為精準的控制；而且可變范圍也擴大到了80°（-30°～50°），精確控制進氣時機與進氣量，在各轉(zhuǎn)速范圍下均能實現(xiàn)較大的扭矩輸出。

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● 缸蓋集成排氣歧管

　　將發(fā)動機排氣歧管集成在缸蓋上這種技術我們并不陌生，目前包括大眾、通用、福特等多個廠商都已經(jīng)應用。這種布置方式在冷啟動時，能夠利用排氣歧管的溫度為冷卻液加熱，讓冷卻液快速達到工作溫度，減少暖機時間；同時冷卻液也能為排出的廢氣降溫，讓廢氣能以更低的溫度流向渦輪，實現(xiàn)更高的效率。

● 雙渦管單渦輪

　　除了缸蓋排氣歧管一體化設計外，全新皇冠2.0T⁺發(fā)動機還配備了雙渦管單渦輪技術。這一技術我們同樣不陌生，寶馬是將這技術應用得最廣泛的車企之一。皇冠2.0T⁺身上所應用雙渦管單渦輪技術就是豐田和寶馬雙方技術共享的產(chǎn)物之一。

　　雙渦管單渦輪發(fā)動機相比普通的渦輪發(fā)動機多增加了一條廢氣通道，其中1、4氣缸共用一個通道，2、3氣缸共用一個。當4個氣缸輪流排氣時，兩條渦管輪流排出廢氣，從而減少相鄰氣缸排氣干擾，提高排氣效率。再配合輕量化處理的渦輪葉片，使渦輪擁有更快的響應速度。

● 水冷式中冷器

　　我們常見的發(fā)動機中冷器無非就風冷式和水冷式兩種，風冷式結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，但冷卻效果不佳，而且進氣管行程過長，動力響應相對較差。相對來說，水冷式冷卻效果更好，動力響應更快，但結(jié)構(gòu)也更加復雜，成本也更高。

　　全新皇冠2.0T⁺發(fā)動機采用的是水冷式中冷器，中冷器直接安裝在發(fā)動機上方渦輪和進氣管之間，大大縮短進氣管的行程，提高動力響應。從渦輪經(jīng)過的高溫空氣直接從中冷器的水套流過，大大提高冷卻效率。根據(jù)官方資料顯示，水冷式相比風冷而言，百公里加速時間提高了0.3秒。

● 如何應對機油消耗問題？

　　渦輪發(fā)動機的渦輪軸承部位、以及用于確保制動負壓真空泵運轉(zhuǎn)的潤滑部位等決定了渦輪增壓發(fā)動機相比自然吸氣發(fā)動機要消耗更多的機油，渦輪發(fā)動機中的機油容易劣化，機油劣化會導致粘度下降，消耗增加，也就是我們常說的燒機油。那么豐田是如何解決這個問題的呢？

　　首先為了彌補增加零部件（渦輪、真空泵）導致的機油消耗增加，8AR-FTS通過用水套隔墊抑制氣缸孔變形等來減少發(fā)動機氣缸的機油消耗。對于機油劣化，通過D4增大空燃比的變化范圍并利用噴射器強制換氣系統(tǒng)等，將機油劣化控制在與自然吸氣相同的水平，以抑制機油消耗。

● 總結(jié)

　　全新皇冠這款2.0T⁺發(fā)動機可以說是集萬千寵愛于一身，諸多新技術合理巧妙的應用，彼此之間各取所長、互補所短，從而來達到1+1>2的效果。最大輸出功率235馬力，最大輸出扭矩350Nm在同級別發(fā)動機中雖然沒有達到最優(yōu)，不過百公里綜合油耗僅為7.1L則會讓你大吃一驚。接下來我們也將會繼續(xù)對全新皇冠進行一系列的解讀和體驗，敬請大家期待。（圖/文：太平洋汽車網(wǎng) 林錫希）