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解析皇冠D-4ST2.0T+发动机双循环技术

2015-08-04 18:09:09 零排放汽车网-专注新能源汽车,混合动力汽车,电动汽车,节能汽车等新闻资讯 网友评论 0

一汽丰田新皇冠搭载的D-4ST 2.0T+发动机,不但占据同排量涡轮发动机的技术高峰,还拥有一些同排量2.0T+发动机不曾拥有的“黑科技”,极具获得全球十佳发动机的潜质。这款发动机集众多先进技术于一身,尤其值得关...

一汽丰田新皇冠搭载的D-4ST 2.0T+发动机,不但占据同排量涡轮发动机的技术高峰,还拥有一些同排量2.0T+发动机不曾拥有的“黑科技”,极具获得全球十佳发动机的潜质。这款发动机集众多先进技术于一身,尤其值得关注的是它所拥有的双循环技术,这项创新技术其他竞争对手均未配备,在汽油涡轮增压发动机中是首次使用。该创新通过使用丰田最新研发的VVT-iW可变正时气门技术,能够让发动机在奥托和阿特金森两种循环当中切换,将发动机的动力和油耗都达到更优的水准。

何为奥托循环和阿特金森循环?

image001_p01奥托循环】

要想充分了解这项技术有何优势,最根本的还是要先了解这两种循环的不同之处。其实我们常说的四冲程发动机采用的就是奥托循环,在工作过程中经历吸气、压缩、膨胀做功和排气四个行程的循环。目前市场上99.9%以上车型配备的发动机均采用这个技术。

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【以往通过特殊连杆结构来实现阿特金森循环】

而所谓的阿特金森循环,其实也是基于奥托循环而来。只不过相比奥托循环,阿特金森循环以往通过一系列特殊的连杆结构,使得发动机的膨胀比大于压缩比,从而改善了发动机的进气效率和工作效率。不过随着技术的发展,大家发现在压缩行程的过程中,让进气门晚关闭同样可以达到阿特金森循环的效果。所以发展到现今,几乎所有的阿特金森循环发动机都是在奥托循环的基础上,通过发动机上的可变正时气门技术来实现的。

阿特金森循环有何优缺点?

从阿特金森循环的工作原理可以知道,其最直接的正面效果就是提高发动机的工作效率,从而使得发动机的燃油经济性更好。当然采用阿特金森循环的发动机也有一定的劣势,那就是同等排量下,相比采用奥托循环的发动机,其动力性能方面会稍逊一点。同时在低速和加速的时候,动力表现也比较差。但也正因为阿特金森循环的油耗更低,所以不少厂家都在混合动力车型上使用阿特金森循环发动机。至于阿特金森循环发动机低扭和加速性能差的缺点,在混合动力车型上就无需担心,因为有电动机的辅助则被弱化了,反正厂家最根本的目的就是要省油。

神奇般地将两种循环技术结合

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形象点说吧,如果把一名田径运动员比作发动机,那么运动员参加马拉松比赛的呼吸节奏就像是阿特金森循环,保存体力,跑得更远;如果参加的是短途冲刺比赛,那运动员的呼吸节奏就是奥托循环,更讲求power。其实大家可以发现这两种不同比赛,运动员的呼吸节奏是很不同的,这是他们根据比赛需求来调整的。其实人是可以很轻易来调整呼吸节奏的变化,可要是发动机像人那般也能轻易调整进排气的时机和节奏,将阿特金森和奥托循环结合在一起,那就完美地兼顾到动力和油耗。这其中的奥秘就在发动机的可变正时气门机构当中。

可以说丰田是早期掌握可变正时气门技术的厂家之一,早在90年代就已经在旗下车型普遍使用这一技术。多年的使用让丰田非常成熟地掌握了这一技术。也正因为这样,丰田在很早的时候就已经开发出了阿特金森循环发动机,并在第一代普锐斯推出时就已经开始应用。这也为一汽丰田新皇冠的2.0T发动机实现双循环做了技术的铺垫。

要想一台发动机能够两种循环方式之间任意切换,就必须在可变正时气门技术上做文章。一直以来,丰田掌握的VVTi可变正时气门技术,理论上就可以在发动机上实现双循环。只不过真正要实现双循环还需要在此基础上对气门正时、角度等等控制得更加精准,这就对可变正时气门技术提出了更高的要求。当然这也并非是哪个厂家都能做到,可丰田偏偏做到了,让一汽丰田皇冠的2.0T发动机再次走到了技术前沿。

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一汽丰田皇冠的D-4ST 2.0T发动机采用的是丰田最新研发的VVT-iW可变正时气门技术,相比以往的VVT-i可变正时气门技术,丰田通过在原有的机构上增加了一组活动组件,使得气门角度的可调节范围从原来的54°增加到80°,从而实现了对气门更大范围和更加精准的控制。这就成功让2.0T发动机可以根据不同工况选择两种循环方式,确保发动机工作效率和燃油经济性都达到很好得水准。直白点说,皇冠的D-4ST 2.0T发动机使用双循环技术之后,就好比是一名全能的田径选手,既能参加短途冲刺赛,又能参加马拉松比赛。

纵观大众、通用、福特、宝马等品牌,虽然都拥有各自的2.0T发动机,但在2.0T发动机中搭配双循环技术,丰田是第一家。双循环技术可以说是一汽丰田皇冠D-4ST 2.0T发动机的最大亮点之一,它的诞生将传统内燃机的效率又推上了一个巅峰。

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作者: 来源:新浪汽车综合

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