丰田不擅长涡轮增压技术 图样图森破

2016-12-19
XCP柳笛

有人说,丰田不喜欢造涡轮增压发动机,从某个方向去解读,我是认同的。比起他们独步天下的Toyota Hyrid System甚至是FCV汽车,涡轮增压似乎成了一门选修课,临考试划重点才去教授那里露个脸。但是,这不代表丰田没有使用涡轮增压技术的传统。

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1982年,丰田就已经推出了代号3T-GTE的1.8L涡轮增压发动机,随后,涡轮化的风潮在80、90年代达到巅峰。转入21世纪后,这种趋势反而寂静下来,特别是在2010年前后,丰田的动力总成序列里,没有一台涡轮增压发动机。个中原因,大概要联系起日系企业对于环保的理解吧。

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但是,现在的造车风向又变了。涡轮增压是潮流,逆流而上的事情,业界大佬也决然没有勇气去挑战。所以在沉寂了许久之后,丰田的D-4ST和D-4T两款涡轮增压发动机摇身一变,成为了当打之“机”。对于广汽丰田来说,D-4ST可以帮助汉兰达提升竞争力,那雷凌1.6L自然吸气发动机不够强势的局面,要靠D-4T(1.2T涡轮增压四缸发动机)来打破了。

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A级车的消费者非常务实,之前的1.6L发动机谈不上推背感,但是低扭自然,再加上丰田车常有的轻快油门调校,市区代步相当自在。所以在换装了涡轮增压发动机之后,发动机低转速阶段的表现想必是大家非常关心的问题。在涡轮的匹配上,现在的紧凑级车很喜欢用小惯量涡轮。如果大家对这个名词感到陌生,可以举个形象的例子帮你们脑补一下。我们用扇子给家里的摇头扇扇风,只要手劲给力叶片还是可以勉强晃几下;但是用这点儿风去带动风力发电机,就根本没戏了。

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涡轮也是一样的道理,雷凌D-4T上用到的涡轮本体来自日本的IHI公司,直径只有73mm。即便小负荷时,废气也可以轻松的带动涡轮旋转。根据厂家提供的数据,这台发动机在1500rpm时就可以达到185Nm的峰值扭矩。跟老款的1.6L发动机(1ZR-FE)相比,不单单是扭矩数据上实现了跃升,发力点的前移对易驾特性同样有所增益。之前,我们去试驾都有这样的体会,1.2T车型少了刻意调校出的“蹿”的感觉,但是起步时的响应反而轻快了不少,所以对于雷凌D-4T低扭特性存疑的消费者,这下大可以放心了。

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带T车型的油门响应性,跟涡轮尺寸有很大的关系。另外,这一口气能不能提上来,还和进气道的长度正相关。涡轮的作用,说白了就是给进气加压。给自行车打过气的同学都知道,气筒发热就是压缩空气造成的。被增压过的空气存在同样的问题,为了保证进气充分,这部分气体进入气缸之前需要一个降温的过程。中冷器因此成了一个必备的装置,这几年,水冷式中冷器渐渐成为行业趋势。丰田的D-4T作为小排量涡轮增压发动机,自然深知水冷式中冷器的优势。灵活的布局可以保证进气道较短的长度,吸气路径缩短,油门响应的灵敏度也就有所保证。

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丰田还有一项独特的技术可以拿出来单独说一下。通常来说,进气管会有一个小分支连接曲轴箱,以此实现曲轴箱和进气管的气压平衡。所以,当出现窜气的现象后,废气和机油蒸汽可以自然回收到进气管中。但是,中低时速情况下,进气本就不易。再分出一些供给曲轴箱,充气效率必然会受到影响。丰田在D-4T的设计上,做了一个很巧妙的方案。

很多人都会有这样的体验,行车时打开天窗。车身上部快速流动的空气会在天窗附近形成负压,吸走车厢内部的气体。丰田的工程师使用了类似的原理,经过涡轮增压的空气在喷嘴处形快速流出,从而形成负压,抽走窜气。

丰田很出名的VVT-iw也应当在技术解析里说一下,通过对进气门开闭时间的改变,可以让发动机在奥拓循环和阿特金森循环之间随意切换。这项技术,说白了还是要提升发动机中、低负荷时的效率。通过进气门晚闭,一部分气体在活塞上行时推出气缸,压缩冲程时发动机负功自然会降低。剩下的优势,我觉得还是个比喻才方便理解。弹簧在从压缩中恢复时,除了要达到原长,还要在自身惯性下拉伸出一部分。米勒循环之下,为了发动机可以更好的动力输出,也就忽略掉了弹簧伸出原长那部分释放的功。但是,为了中、低负荷下得到更好的能量利用效率,阿特金森循环通过进气门晚闭的形式制造膨胀比大于压缩比的效果,从而利用其米勒循环下丢掉的那部分功。

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动力总成的实力并不是发动机的一言堂,变速箱作为内助,也是要体现出应有的作用。CVT变速箱的优势之一就是可以在低负荷时追着Map图上的最佳燃效点改变齿比、在需要动力输出时紧盯最大功率点。

看到这里,我们应当会抹去丰田不喜欢或者不擅长造涡轮增压发动机的固有概念。何况,这套动力总成还有很多可以说,比如说集成式的排气歧管亦或是进气口、活塞顶形状的设计。归根结底,这些细节的体现都是为了在动力性和经济性中间寻求一个平衡。之前的试驾中,因为时间关系没办法对D-4T有一个更深入的体验,所以我们将会进行详细的动力性能测试和油耗实测,来把这一课补上,看看实际疗效到底如何。

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