豐田D-4T 1.2T渦輪增壓發動機技術解析

2021-01-15 愛卡汽車網
 

技術解析1

　　[XCAR 技術解析 原創］

　　在小排量渦輪增壓日益普及的今天，豐田這款D-4T 1.2T直噴渦輪增壓發動機似乎有點姍姍來遲，但正所謂好飯不怕晚，豐田深知對於一款應用於卡羅拉(參數|詢價)、雷凌(參數|詢價)這兩款銷量擔當車型的小排量渦輪增壓發動機來說，比起亮眼的數據，用各項科技武裝出來的可靠品質保住自家金字招牌才是重中之重。下面，就請隨我一起對豐田這款D-4T家族中排量最小，也是首次應用於國內市場的小排量渦輪增壓發動機所搭載的各項技術進行解析。

　　這臺擁有85kW（116Ps）/5200-5600rpm的最大功率，和185Nm/1500-4000rpm最大扭矩的D-4T 1.2T直噴渦輪增壓發動機搭載了集成排氣歧管、水冷式中冷器、VVT-iW可變氣門正時等多項技術，使之不但達到了36.2%的熱效率，還可以正常使用92號汽油，而在耐用性與後期養護成本上，也佔有先天優勢。

　　VVT-iW可變氣門正時技術

　　豐田通過對凸輪軸結構的調整，實現了超廣角可變氣門正時系統，使得這款發動機可以在奧託循環與阿特金森循環之間無縫切換。在需要動力性或加速時，發動機以奧託循環模式運轉，以實現更好的動力性。而當發動機處於低負荷運轉時則切換至阿特金森循環模式，以實現良好的燃油經濟性。

豐田1.2T沒有採用電磁閥作為正時調節器，而是採用了電機控制液壓油路，從而實現更快的調節速度以及更廣的調節範圍。

　　低慣性渦輪增壓器

　　豐田的1.2T發動機採用單渦管低慣量渦輪增壓器，工程師通過計算機輔助優化了渦輪葉片以及殼體形狀。直徑為72mm的輕量化渦輪葉片可以讓渦輪以更低的發動機轉速介入工作，保證了中低速情況下的扭矩儲備，也減輕了渦輪遲滯現象，提高了發動機響應速度。

體積與質量較小的渦輪葉片可以在低轉速時介入，在城市低速通勤行駛時帶來更好的扭矩表現。

　　排氣旁通閥按需打開

不同於大馬力渦輪增壓發動機廢氣旁通閥的常閉狀態，豐田1.2T發動機廢氣旁通閥屬常開狀態，僅在需要輸出較大動力時才會關閉，以達到較高的燃油經濟性。

　　滾流渦流進氣口

豐田1.2T發動機通過調整進氣口以及活塞頂的形狀，讓氣缸內的氣流更為理想的流動，增強了滾流比。更為充分快速的燃燒過程進一步提高了熱效率，減輕了氮氧化物排放。

　　智能活塞降溫技術

通過冷車時停止噴向活塞的機油，讓發動機儘快進入工作溫度。在熱車後開始噴油，控制氣缸溫度，提高發動機耐用度及燃油經濟性。

 

技術解析2

　　水冷式中冷器

　　與風冷式中冷器不同，豐田1.2T發動機採用了冷卻效率更高的冷卻液水冷式中冷器，除了更低的進氣溫度具有更高進氣氧含量所帶來的動力增益效果外，更短的進氣管路也帶來了更好的油門響應速度。在機艙內的結構布局上也有著更為靈活多變的優勢。

冷卻效率更高的冷卻液水冷式中冷器，除了更低的進氣溫度具有更高進氣氧含量所帶來的動力增益效果外，更短的進氣管路也帶來了更好的油門響應速度。

　　氣缸蓋一體式排氣歧管

　　氣缸蓋一體式的排氣歧管集成了水冷式廢氣冷卻系統，這項技術在今天已經有不少品牌紛紛加以應用。除了可以再冷啟動時利用排氣的溫度幫助氣缸快速升溫，完成暖機工作外，內置的廢氣冷卻系統也可以降低流向渦輪的廢氣溫度，從而實現更高的燃燒效率，也可以進一步保證渦輪葉片，三元催化器等排氣系統的耐用性。同時，這種設計也讓發動機體積變得更為緊湊。

集成了水冷式廢氣冷卻系統的氣缸蓋一體式的排氣歧管除了可以幫助冷卻重新推動渦輪的廢氣溫度外，也具有體積緊湊、暖機快速等優點。

　　竄氣強制換氣

　　竄氣是渦輪增壓發動機導致機油過早劣化與機油異常消耗的主要原因之一，由於渦輪增壓發動機進氣道具有內壓，曲軸箱內的機油蒸汽無法順暢排出，油氣分離器分離不夠徹底，導致機油進入燃燒室燃燒。豐田的解決方案是在曲軸箱與進氣道之間加入了一個油氣噴射泵，將機油蒸汽強制打入進氣道進行二次燃燒，從而降低了曲軸箱機油蒸汽壓力，延緩了機油劣化，更有利於避免燒機油的情況發生。

油氣噴射泵將機油蒸汽強制打入進氣道進行二次燃燒，從而降低了曲軸箱機油蒸汽壓力，延緩了機油劣化，延長了機油的更換周期，從而進一步降低後期保養成本。

　　機油迴路冷卻系統

豐田1.2T發動機在機油迴路階段設置了與水箱冷卻液分離的獨立水冷式機油冷卻系統，為發動機的耐用性與穩定性提供進一步保障。

　　控制冷卻液流動的新型隔塊

　　豐田1.2T發動機在氣缸水套內部採用了由發泡橡膠和不鏽鋼薄板製成的新型隔塊，這種隔塊會通過自身熱脹冷縮的特性控制發動機內不同區域的溫度，從而實現降低摩擦，減少爆震機率的作用。

　　編輯點評：

　　在與競爭對手相比並不佔優勢的性能指標面前，豐田發揚質量穩定耐用的品牌優勢，通過各項的技術力求將一臺渦輪增壓發動機的可靠性、耐用性做到不亞於自家自然吸氣發動機的水平，並努力將後期維護保養費用也降至與自然吸氣發動機相同水平。並在燃油經濟性方面也做出了多項努力。在小型渦輪增壓發動機的用戶面前，質量穩定、平順省油比起動力指標顯然重要的多，豐田也準確抓住了目標消費者的心，力圖在已經晚人一步的市場競爭中打一場漂亮的翻身仗。

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