解讀豐田D-4T發動機:強動力、低油耗

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豐田使用渦輪增壓發動機已經有35年的歷史,不過在近20年間,豐田很少推出搭載渦輪增壓發動機的轎車車型,直到2016年9月和12月,搭載豐田D-4T 1.2T渦輪增壓發動機的全新卡羅拉1.2T車型以及廣汽豐田雷凌1.2T車型的推出,豐田才算正式開啟瞭在中國市場以渦輪增壓轎車作為主打車型的時代。

  久別重逢必有驚喜,作為豐田D4系列最迷你的渦輪增壓機型,D-4T渦輪增壓發動機在動力、油耗、環保性等方面均有著同排量渦輪增壓機型難以企及的優點。由於在動力和油耗方面具有出眾表現,這臺渦輪增壓發動機被給予“1.2T的排量卻有著1.8L的動力、1.5L的油耗”的高度評價。
  事實上,這樣的評價絕非誇大其詞,融合多項技術革新的豐田D-4T 1.2T渦輪增壓發動機在動力效能和油耗方面確實如評價所言,1.2T的排量在低轉速(1500轉/分)即可爆發出1.8L排量自吸發動機的動力,但同時油耗卻隻有1.5L自吸發動機的水平。能將如此高效的動力輸出和經濟油耗平衡到恰到好處,和D-4T運用的多項革新性發動機技術有著相當緊密的關系。

  渦輪遲滯一直是困擾渦輪增壓發動機的關鍵瓶頸,由於傳統渦輪增壓發動機使用的渦輪增壓器體積較大,渦輪在低速時旋轉不暢,需要發動機達到一定的轉速時渦輪才會介入。因此在駕駛員踩下油門踏板之後,渦輪並不會立刻介入,而是需要等待片刻動力才會上來,油門響應速度較慢,而低轉速時也無法迸發出充足動力。

  為瞭消除渦輪遲滯帶來的低轉速動力不足和油門響應遲緩,豐田D-4T采用瞭小型化的渦輪增壓器,縮小瞭渦輪尺寸,小型化的渦輪僅需少量廢氣便可驅動,進而保證瞭在發動機轉速較低的情況下渦輪也能迅速介入,在低轉速區間也可以提供強勁動力。以扭矩為例,豐田D-T4發動機在1500-4000轉/分的轉速區間均可達到185牛·米的峰值扭矩,比大部分大功率渦輪增壓發動機都要優秀,低扭表現超越1.8L自然吸氣發動機。
  在采用小型化渦輪增壓器的同時,D-4T還應用瞭佈局自由度極高的水冷式中冷器,最大程度縮短瞭吸氣路徑,極大縮短瞭油門響應時間,真正做到瞭動力隨叫隨到,在豐富駕駛樂趣的同時確保瞭新手駕駛的安全性。

  如果動力上去的同時油耗也隨之增加,那麼1.2T的D-4T渦輪增壓發動機也是沒有意義的。豐田D-4T發動機在實現高效動力的同時,將油耗控制到瞭最經濟的范圍,源自D-4系列的節油技術在其中發揮瞭重要作用。
  首先是我們前面提到過的渦輪小型化技術,由於使用瞭小型化的渦輪,D-4T無需消耗大量燃油便可達到渦輪介入所需的轉速,節省瞭燃油消耗。
  其次是著名的阿特金森循環和垂直渦流進氣口的綜合運用。D-4T發動機采用瞭阿特金森循環設計,通過改變進氣門機械結構來實現減小燃油消耗。在采用阿特金森循環結構的同時,D-4T還在取消噴射歧管的基礎上取消瞭氣流控制閥,利用進氣口和缸內活塞的形狀產生瞭縱向渦流,進一步提升瞭缸內直噴的效率,堪稱直噴發動機中的戰鬥機。

  通過渦輪小型化設計和阿特金森循環+垂直渦流進氣口的綜合運用,豐田D-4T渦輪增壓發動機成功實現瞭燃油的高效運用,確保瞭每一升燃油都能轉化為高效動力,同時也間接降低瞭發動機尾氣的排放,保護瞭環境,踐行瞭高效環保的發展理念。

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