0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

深度解析全新皇冠2.0T发动机

454398 作者:工程师吴畏 2018-07-02 09:55 次阅读
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

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-4ST 2.0T+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,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。

深度解析全新皇冠2.0T发动机

● 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。

深度解析全新皇冠2.0T发动机

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。

深度解析全新皇冠2.0T发动机

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。

深度解析全新皇冠2.0T发动机

● 缸盖集成排气歧管

将发动机排气歧管集成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,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。

深度解析全新皇冠2.0T发动机

● 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。

深度解析全新皇冠2.0T发动机

● 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增大空燃比的变化范围并利用喷射器强制换气系统等,将机油劣化控制在与自然吸气相同的水平,以抑制机油消耗。

● 总结

全新皇冠这款2.0T+发动机可以说是集万千宠爱于一身,诸多新技术合理巧妙的应用,彼此之间各取所长、互补所短,从而来达到1+1》2的效果。最大输出功率235马力,最大输出扭矩350Nm在同级别发动机中虽然没有达到最优,不过百公里综合油耗仅为7.1L则会让你大吃一惊。接下来我们也将会继续对全新皇冠进行一系列的解读和体验,敬请大家期待。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 发动机
    +关注

    关注

    33

    文章

    2728

    浏览量

    72904
  • 丰田
    +关注

    关注

    6

    文章

    809

    浏览量

    42301
  • 涡轮增压
    +关注

    关注

    1

    文章

    79

    浏览量

    5688
收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

    评论

    相关推荐
    热点推荐

    L9779WD - SPI:汽车发动机管理系统多功能IC的深度剖析

    L9779WD - SPI:汽车发动机管理系统多功能IC的深度剖析 在汽车电子领域,发动机管理系统的稳定性和性能至关重要。L9779WD - SPI作为一款专为汽车环境设计的多功能集成电路,采用
    的头像 发表于 03-29 15:15 446次阅读

    高效实验的秘诀:发动机风洞试验的最佳实践分享

    发动机风洞试验是一种在受控环境中模拟气流条件以测试发动机性能的实验方法。具体来说,它是在专门设计的风洞设施中,通过人工产生和控制气流,模拟发动机在实际工作环境中可能遇到的各种气流条件(如风速、风向
    的头像 发表于 03-25 16:45 455次阅读
    高效实验的秘诀:<b class='flag-5'>发动机</b>风洞试验的最佳实践分享

    自主创新之路:航空发动机燃油分配系统的精密架构与未来发展演进

    在航空工业这座人类工业文明的皇冠上,航空发动机被誉为“工业之花”,而其燃油分配系统则是这朵花上最关键的“花蕊”。燃油系统的核心使命可以概括为:在各工作状态下,将清洁的、无蒸汽的、增压的、计量好的燃油供给发动机,同时向
    的头像 发表于 03-20 09:58 442次阅读
    自主创新之路:航空<b class='flag-5'>发动机</b>燃油分配系统的精密架构与未来发展演进

    三位一体:航空发动机高空模拟试验的技术内涵、系统构成与三全特征解析

    航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”,其研制难度不仅在于设计理论与制造工艺的精密复杂,更在于其工作环境的极端严酷。一型合格的航空发动机,必须能够在数万米高空、零下数十摄氏度的低温与上千摄氏度的高温
    的头像 发表于 03-02 10:34 374次阅读
    三位一体:航空<b class='flag-5'>发动机</b>高空模拟试验的技术内涵、系统构成与三全特征<b class='flag-5'>解析</b>

    范式革命与韧性增强:面向多电分布式控制的航空发动机智能故障诊断与容错体系研究

    航空发动机被誉为现代工业“皇冠上的明珠”,其控制系统的性能直接决定了发动机的安全性、效率与可靠性。从机械液压控制到模拟电子控制,再到当前主流的全权限数字电子控制(FADEC),控制技术的每一次跃迁都深刻推动了航空
    的头像 发表于 12-27 10:32 986次阅读
    范式革命与韧性增强:面向多电分布式控制的航空<b class='flag-5'>发动机</b>智能故障诊断与容错体系研究

    东风汽车自研全新马赫1.5T混动发动机热效率突破48%

    12月8日,东风汽车自研全新马赫1.5T混动发动机凭借48.09%的最高有效热效率斩获“能效之星”认证,成为行业首款热效率突破48%的混动汽油发动机。此前,在北京举行的2025世界十佳
    的头像 发表于 12-10 16:32 997次阅读

    东风马赫B20TDE纵置混动专用发动机再获“高原动力之星”认证

    近日,东风马赫首款2.0T混动专用发动机——东风马赫B20TDE纵置混动专用发动机,凭借强劲的动力输出与卓越的高原适应性通过中汽研高海拔严苛认证,成功斩获“高原动力之星”,这也是东风马赫系列
    的头像 发表于 12-05 17:50 2246次阅读

    航空发动机产业链核心环节解析:从原材料到整机集成的技术壁垒

    航空发动机被誉为“制造业皇冠上的明珠”,号称“世界上最难制造的机械设备”。它是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志,是构成国家实力基础和军事战略的核心技术之一。航空发动机需要在高温、高寒、高速
    的头像 发表于 09-25 11:26 1456次阅读
    航空<b class='flag-5'>发动机</b>产业链核心环节<b class='flag-5'>解析</b>:从原材料到整机集成的技术壁垒

    航空发动机三大生命线:燃油/润滑/冷却系统核心技术深度解析

    01航空发动机的"生命线"在现代航空工业的庞大体系中,航空发动机被誉为"工业皇冠上的明珠",而其核心性能与可靠性则完全依赖于燃油系统、润滑系统和冷却系统这三
    的头像 发表于 09-25 11:25 917次阅读
    航空<b class='flag-5'>发动机</b>三大生命线:燃油/润滑/冷却系统核心技术<b class='flag-5'>深度</b><b class='flag-5'>解析</b>

    航天发动机:解密飞行器“心脏”的科技密码

    航天发动机是人类工程技术的巅峰之作,其复杂程度和性能要求远超普通工业产品。作为飞行器的"心脏",航天发动机需要在极端环境下稳定工作,承受高温、高压、高转速等多重考验。本文将
    的头像 发表于 09-25 11:24 1011次阅读
    航天<b class='flag-5'>发动机</b>:解密飞行器“心脏”的科技密码

    从概念到现实:复合发动机如何发展成为航空发动机可靠性的守护者

    复合发动机的诞生背景与技术内涵随着全球航空业对高效、低碳动力系统的需求日益迫切,传统航空发动机的局限性逐渐显现——燃油效率接近理论极限,排放问题难以根治,而新兴电动飞行器又面临续航短、功率不足的瓶颈
    的头像 发表于 09-25 11:24 536次阅读
    从概念到现实:复合<b class='flag-5'>发动机</b>如何发展成为航空<b class='flag-5'>发动机</b>可靠性的守护者

    航空发动机燃油供油系统的构造、功能与关键技术解析

    燃油供油系统是航空发动机的核心子系统之一,其性能直接影响发动机的推力输出、燃油经济性及运行稳定性。作为飞行器动力系统的"血液输送网络",燃油供油系统不仅需要在高空极端环境下保持
    的头像 发表于 09-25 11:20 1521次阅读
    航空<b class='flag-5'>发动机</b>燃油供油系统的构造、功能与关键技术<b class='flag-5'>解析</b>

    航空发动机的“生命三角”:燃油、润滑与冷却系统深度解析

    航空发动机被誉为现代工业“皇冠上的明珠”,其性能与可靠性高度依赖三大核心系统——燃油系统、润滑系统和冷却系统的协同作用。燃油系统作为“能量输送者”,需在极端工况下实现毫秒级精准供油;润滑系统担任
    的头像 发表于 09-25 11:06 993次阅读
    航空<b class='flag-5'>发动机</b>的“生命三角”:燃油、润滑与冷却系统<b class='flag-5'>深度</b><b class='flag-5'>解析</b>

    涡轮基组合循环发动机(TBCC)深度解析:构造原理与宽速域飞行的动力革命

    涡轮基组合循环(TurbineBasedCombinedCycle,TBCC)发动机作为航空航天动力系统的前沿技术,代表了人类对高速飞行的不懈追求与工程智慧的结晶。它是一种创新性的组合动力装置,通过
    的头像 发表于 09-25 10:58 1644次阅读
    涡轮基组合循环<b class='flag-5'>发动机</b>(TBCC)<b class='flag-5'>深度</b><b class='flag-5'>解析</b>:构造原理与宽速域飞行的动力革命

    开式转子发动机与传统涡扇发动机的性能对比研究:涵道比、燃油效率及噪声特性的系统分析

    开式转子发动机,又称桨扇发动机或无涵道风扇发动机,是一种介于传统涡桨发动机和涡扇发动机之间的航空动力装置。其核心特征在于去除了传统涡扇
    的头像 发表于 09-19 14:23 1837次阅读
    开式转子<b class='flag-5'>发动机</b>与传统涡扇<b class='flag-5'>发动机</b>的性能对比研究:涵道比、燃油效率及噪声特性的系统分析