拋開60年情懷 全新皇冠2.0T＋發動機解析

　　【太平洋汽車網 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動機的車型。全新皇冠這款 D-4ST 2.0T⁺雙渦管渦輪增壓發動機，搭載了包括豐田的D-4S雙噴射系統、奧托/阿特金森雙循環系統、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動機優異的性能以及良好的油耗表現的。

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● 全新皇冠2.0T⁺發動機參數

　　全新皇冠搭載的這臺2.0T發動機已經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/缸內直噴雙噴射系統

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

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

● 奧托/阿特金森雙循環系統

　　關于奧托循環和阿特金森循環，很多童鞋都表示搞不清楚兩者之間的區別。專業點來說，兩者的區別就是奧托循環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來說就沒那么有勁。

　　我們平時所說的四沖程發動機都是在進氣、壓縮、燃燒、排氣四個行程之間循環，這實際上就是奧托循環。阿特金森就是在奧托循環的基礎上，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，所以阿特金森發動機廣受混合動力車型的青睞。

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

　　實現發動機能在奧托循環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”，可變氣門由油壓控制改為電控，實現更為精準的控制；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，在各轉速范圍下均能實現較大的扭矩輸出。

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● 缸蓋集成排氣歧管

　　將發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物之一。

　　雙渦管單渦輪發動機相比普通的渦輪發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

　　我們常見的發動機中冷器無非就風冷式和水冷式兩種，風冷式結構簡單、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，但結構也更加復雜，成本也更高。

　　全新皇冠2.0T⁺發動機采用的是水冷式中冷器，中冷器直接安裝在發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？

　　渦輪發動機的渦輪軸承部位、以及用于確保制動負壓真空泵運轉的潤滑部位等決定了渦輪增壓發動機相比自然吸氣發動機要消耗更多的機油，渦輪發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

　　全新皇冠這款2.0T⁺發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在同級別發動機中雖然沒有達到最優，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 林錫希）