深度解析全新皇冠2.0T发动机.doc

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1、深度解析全新皇冠2.0T发动机　　继汉兰达之后，皇冠成为丰田在售车型中第二款搭载涡轮增压发动机的车型。全新皇冠这款D-4ST2.0T+双涡管涡轮增压发动机，搭载了包括丰田的D-4S双喷射系统、奥托/阿特金森双循环系统、缸盖/排气歧管一体化、单涡轮双涡管等诸多技术。抛开皇冠60年的情怀，这次我们来聊聊这些新技术又是如何打造出这款发动机优异的性能以及良好的油耗表现的。　　　　●歧管喷射/缸内直喷双喷射系统　　丰田早在2005年在缸内直喷的基础上，配合歧管喷射开发出D-4S双喷射系统。随着技术的发展，现在丰田的双喷射系统也愈发成熟，旗下多款新车都搭配了D-4S双喷射系统

2、，目前双喷射是在很少一部分的高端机采用的喷油方式。　　　　　　双喷射系统之所以受欢迎当然是有它的魅力之所在，发动机工作过程中会遇到各种不同的工况，双喷射系统可以根据不同的工况随时调用不同的喷油方式，以获取更好的动力输出和燃烧效率，同时也可以避免缸内直喷发动机存在的进气管积碳等问题。　　　　●奥托/阿特金森双循环系统　　关于奥托循环和阿特金森循环，很多童鞋都表示搞不清楚两者之间的区别。专业点来说，两者的区别就是奥托循环的膨胀比等于压缩比，而阿特金森的膨胀比大于压缩比。通俗来讲，奥托循环吃更多的饭，干活也更有力气，而阿特金森吃的饭少，但干活相对奥托循环来说就没那么有劲

3、。　　　　我们平时所说的四冲程发动机都是在进气、压缩、燃烧、排气四个行程之间循环，这实际上就是奥托循环。阿特金森就是在奥托循环的基础上，通过延迟进气门关闭时间，在压缩行程开始时往进气管排出一部分空气来实现膨胀比大于压缩比，好处就是在燃烧行程可以少喷点汽油，带来更低的油耗，缺点是发动机在低速以及急加速时性能会打折扣。　　　　丰田的混合动力车型（例如普锐斯等等）均采用的是阿特金森发动机，看中的就是它省油的特点，而动力性能打折扣部分则可以由电机来弥补，所以阿特金森发动机广受混合动力车型的青睐。　　　　全新皇冠这款2.0T+发动机采用双循环系统也是基于这样的优缺点相互互补

4、的原理来实现的，在起步阶段采用奥托循环，保证起步加速有力；在中低负荷阶段采用阿特金森循环，降低油耗提高燃油效率；在高负荷阶段，再切换为奥托循环，保证发动机拥有足够的动力支持。通过两种循环的无缝结合，全新皇冠在拥有强劲动力的同时也拥有良好的油耗表现。　　　　实现发动机能在奥托循环和阿特金森之间无缝切换的技术被称为“VVT-i（W）智能广角可变气门正时系统”，可变气门由油压控制改为电控，实现更为精准的控制；而且可变范围也扩大到了80°（-30°～50°），精确控制进气时机与进气量，在各转速范围下均能实现较大的扭矩输出。　　　　●缸盖集成排气歧管　　将发动机排气歧管集成

5、在缸盖上这种技术我们并不陌生，目前包括大众、通用、福特等多个厂商都已经应用。这种布置方式在冷启动时，能够利用排气歧管的温度为冷却液加热，让冷却液快速达到工作温度，减少暖机时间；同时冷却液也能为排出的废气降温，让废气能以更低的温度流向涡轮，实现更高的效率。　　　　　　●双涡管单涡轮　　除了缸盖排气歧管一体化设计外，全新皇冠2.0T+发动机还配备了双涡管单涡轮技术。这一技术我们同样不陌生，宝马是将这技术应用得最广泛的车企之一。皇冠2.0T+身上所应用双涡管单涡轮技术就是丰田和宝马双方技术共享的产物之一。　　　　双涡管单涡轮发动机相比普通的涡轮发动机多增加了一条废气通道

6、，其中1、4气缸共用一个通道，2、3气缸共用一个。当4个气缸轮流排气时，两条涡管轮流排出废气，从而减少相邻气缸排气干扰，提高排气效率。再配合轻量化处理的涡轮叶片，使涡轮拥有更快的响应速度。　　　　　　●水冷式中冷器　　我们常见的发动机中冷器无非就风冷式和水冷式两种，风冷式结构简单、安装方便，但冷却效果不佳，而且进气管行程过长，动力响应相对较差。相对来说，水冷式冷却效果更好，动力响应更快，但结构也更加复杂，成本也更高。　　　　　　全新皇冠2.0T+发动机采用的是水冷式中冷器，中冷器直接安装在发动机上方涡轮和进气管之间，大大缩短进气管的行程，提高动力响应。从涡轮经过的

7、高温空气直接从中冷器的水套流过，大大提高冷却效率。根据官方资料显示，水冷式相比风冷而言，百公里加速时间提高了0.3秒。　　　　●如何应对机油消耗问题？　　涡轮发动机的涡轮轴承部位、以及用于确保制动负压真空泵运转的润滑部位等决定了涡轮增压发动机相比自然吸气发动机要消耗更多的机油，涡轮发动机中的机油容易劣化，机油劣化会导致粘度下降，消耗增加，也就是我们常说的烧机油。那么丰田是如何解决这个问题的呢？　　　　首先为了弥补增加零部件（涡轮、真空泵）导致的机油消耗增加，8AR-FTS通过用水套隔垫抑制气缸孔变形等来减少发动机气缸的机油消耗。对于机油劣化，通过D4增大空燃比的变

8、化范围并利