隨著全新CROWN皇冠2.0T⁺版上市的臨近，外界對其搭載的渦輪增壓發動機的關注度也越來越高。這款被命名為D-4ST 2.0T⁺（科技+、動力+、舒適+、可靠+）雙渦管渦輪增壓發動機，為了實現四“+”采用了“四雙”即雙噴射、雙渦管、雙循環、雙VVT-i(W)以及水冷技術、啟停技術……幾乎與渦輪增壓發動機相關的所有全球新技術。那么將這些先進科技集合到一起，會給這款史上最“+”渦輪增壓發動機帶來哪些質變呢？質變當然需要量變的積累，這個量對于全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機來說就是新技術，那我們就從世界、豐田首次采用的新技術看起。

 

 

 

    全新皇冠首次采用D-4ST雙噴射系統，顧名思義其采用的是缸內直噴和歧管噴射兩種模式相結合的設計。聽名字那也絕對是“基情四射”——你中有我我中有你，而目的就是要壓榨每一滴燃油來提升效率，將節油與動力均發揮到極致。

 

    相信對發動機技術有所了解的朋友都知道，現行發動機采用的噴油系統無非就是進氣歧管噴油和缸內直噴兩種。其中缸內直噴被“公認”為是很拽的技術，為什么呢？因為缸內直噴將汽油噴至氣缸內，可以令噴油量得到更為精確的控制，有效增大升功率。舉個例子，就像一個人生病了，如果選擇靜脈注射的話，藥物將直達病理，病情好轉的會非常快，這就相當于缸內直噴的精確性；若選擇口服藥物，那就是進氣歧管噴射，藥物吸收會耗時長一些。

 

    不過大家都知道一個常理，能吃藥就不打針，同理這缸內直噴也并非是無敵的，在冷啟動時它的油氣混合效率比進氣歧管噴油低，熱機速度慢，而且沒有了進氣道的燃油潤洗，復雜工況下也更容易產生積炭。至于這么拽的技術怎么就出現了這樣的BUG，我們就不去操心了，因為自有工程師們去解決。豐田的工程師們在其旗艦產品全新第14代皇冠身上可謂下盡功夫，結果也不負眾望，成功推出了雙噴射系統，是目前很少一部分高端機采用的噴油方式。

 

    那么這套D-4ST雙噴射系統是怎么工作的呢？它并不是簡單的相互切換，而是根據發動機運行狀況、油門踏板變化等讓兩種噴射形式更復雜的配合工作。比如在冷啟動、怠速或者低負荷狀態下，這套系統會使用單歧管噴射；跑起來后，在高負荷急加速的情況下，則由缸內噴射完全接管。而在復雜用車環境中或中等負荷時，兩套噴射系統將協同工作，實現分層燃燒、均質燃燒的效果，令發動機的最大熱效率可達36%（一般發動機熱效率在30%～35%左右），體現在全新皇冠身上，百公里油耗僅7.4L的表現足可以令很多小伙伴們驚呆了。

 

    弄了這么一個復雜的復合噴射系統，工程師們不會真的只是為了兩個噴射男搞基情吧？當然不是。有了D-4ST，全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機在各個轉速下動力輸出與響應都非常優秀，其最大功率達到了173Kw，峰值扭矩則為350Nm，超越大多數競品。不僅如此，豐田的工程師們經過努力，還同時避免了直噴發動機的積炭、產生過多氮氧化合物等問題，這對于發動機的耐久性、維修保養，環保排放等也是最大的福音。

 

 

 

    單渦輪雙渦管技術也是豐田首次采用，相比于單渦管增加了一條廢氣通道，此舉看似簡單，卻讓排氣更加順暢、泵氣損失更少，從而發揮更強的增壓效果。相信很多人選擇渦輪增壓發動機，都是看中它強勁的動力，踩下油門后帶來的推背感。不過，渦輪啟動需要排氣量達到一定水平，這也就是常說的渦輪遲滯效應，可惜的是單渦管產生的排氣干涉會加重這種渦輪遲滯。

 

    單渦輪單渦管，它推動渦輪的方式非常簡單，就是將所有氣缸的排氣管集合到一起，來匯集廢氣。眾所周知，四缸發動機的點火、排氣順序一般為1-3-4-2缸，點火間隔相鄰的兩個氣缸（1、3缸），如果排氣管相通極易產生排氣干擾。而排氣干擾后很容易減弱渦輪增壓器的效果，這也是為什么說它會加重渦輪遲滯。

 

    鑒于點火間隔相鄰的兩個氣缸易產生排氣干擾，雙渦管技術則是將4個氣缸的排氣歧管分成了1、4和2、3兩組。當4個氣缸輪流排氣時，兩條渦管輪流排出廢氣，有效隔絕了廢氣之間的干擾，從而使排氣更順暢，渦輪介入更靈敏，增壓效果更好。在采用雙渦管技術的同時，全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機還將渦輪葉片進行了輕量化設計，既減少了軸承的機械摩擦又提升了響應性能。此外，電控廢氣旁通閥（WGV）的應用，可以減少泵氣損失，實現更好的燃油經濟性；采用的電控進氣旁通閥（ABV）則大幅降低了噪音的產生。

 

    由于設計、成本等原因，單渦輪雙渦管增壓系統應用的并不廣泛，而全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機還在世界上首次采用了4→２缸蓋一體式排氣歧管和雙渦流增壓技術的組合方式。將排氣歧管集成在缸蓋內，可令發動機布局更緊湊，另外在排氣歧管周圍套上水套，還可以優化發動機熱管理。因為，冷啟動時完全可以“近水樓臺先得月”地充分利用廢氣熱量，減少熱機時間；另外，水道在重負荷下可以幫助廢氣降溫，從而降低渦輪的熱負荷，起到水冷式中冷器的效果，進一步提高渦輪低速的反應。

 

    一口氣道出這么多先進技術，一定會有人沒有完全搞明白，不要緊！你只要知道這些牛X 技術能夠為你帶來什么就足夠了。當D-4ST 2.0T⁺發動機幾乎在你踩下油門的同時，渦輪便開始介入，有效緩解低速時的遲滯性，平順度可以和自然吸氣發動機相媲美。另外發動機峰值扭矩的爆發更早。一個非常直觀的數據：全新皇冠百公里加速僅需7.7秒，要知道，以“運動、暴力”著稱的一汽豐田銳志3.0L、V6的百公里加速遇到全新皇冠D-4ST 2.0T⁺雙渦管渦輪增壓發動機也要退避三舍，自愧不如。如果你有心情去“度”娘上查一查其他同級別豪華車的表現，那你就會再一次“驚呆了”。

 

 

 

    豐田首次搭載VVT-iW智能廣角可變氣門正時進氣系統，這也是這款“四雙”發動機中雙VVT-i（W）很值得稱道的地方。因為它可使全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機實現超高的進排氣效率，使車輛動力更強勁，油耗達到同級領先。不僅如此，其中這個相當于VVT-i可變氣門正時技術升級版的VVT-iW，其可變氣門正時從油壓控制改為更加精確的電控，正時角度的可變范圍擴大，能夠更好地控制進氣時機與進氣量，保證了各個轉速范圍內的大扭矩輸出。也正是因為它的使用，實現了奧托循環和阿特金森循環兩種工作模式的自由切換，十分智能。

 

 

 

 

    在大多數渦輪增壓發動機采用風冷式中冷器時，全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機堅持使用小部分高端機采用的水冷式中冷器。中冷器一般人聽起來很生澀，其實它就是安裝在增壓器與發動機進氣歧管之間的冷卻器，因為位于發動機和增壓器之間，所以被稱為中間冷卻器，簡稱中冷器。通俗理解它就是散熱器，不過他不是幫助發動機散熱而是給進氣散熱。

 

 

    由于渦輪增壓器，是通過溫度非常高的廢氣驅動渦輪來工作的，經過熱傳導的作用進氣的溫度也會變得非常高。渦輪增壓的本意是要提高進氣效率，卻碰上“高溫”來搗亂，所以必須由中冷器來冷卻這部分空氣。

 

    顯然冷卻這部分空氣變得尤為重要，那么哪種冷卻方式更好呢？大多數渦輪增壓發動機采用的風冷式是讓外界空氣流動帶走熱量，就像吹風扇。而水冷式，則是利用循環冷卻水，就像沖涼，相比吹風更爽快而且立竿見影。所以二者的冷卻效率，不用過多闡述也能高下立判。

 

    說到這里，小伙伴們一定會問，反復說了半天冷卻效果好提升進氣壓縮效率，有毛用？請看：全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機的173Kw最大功率、350Nm的最大扭矩可并不是蓋的。另外，冷卻時間短則有利于提升渦輪的響應靈敏度，與世界首次采用的缸蓋一體式雙渦流技術一起，減輕渦輪遲滯現象，讓全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機完全可以媲美自然吸氣發動機的愜意。更為重要的是：因為有效防止了渦輪在持續過高溫狀態下工作，其耐久性和可靠性得到了最大限度的保證，畢竟，誰也不想剛出保修期，就要來個“大手術”換換“器官”吧。其實即便我們不說，相信大家也都知道：豐田，尤其是全新皇冠的可靠性早已達到另人尊敬的地步，毋庸置疑！

 

 

    顯然這么多新技術的應用，引發了劇烈的化學反應，給這款D-4ST 2.0T⁺發動機帶來了諸多好處，比如上面說的最多的動力。如果單從數字或者數據上理解不夠充分，那么就結合這款發動機的特性曲線來直觀的看一看。從圖中不難看出，D-4ST 2.0T⁺發動機的最高功率為173kW，最大扭矩為350Nm，這是大概相當于3.5L自然吸氣發動機的數據表現。同時在1600轉左右就可爆發，至4500轉左右仍可保持恒定的最大扭矩輸出，所以這款發動機擁有更寬幅的高扭矩區間，這樣無論在起步加速，還是在高速行駛中，車輛都可獲得源源不斷的澎湃動力。其動力已經如此強了，燃油表現又如何呢？

 

 

 

    有消息稱，有德系汽車品牌將在2017年對其下一代發動機做出改進，在低負載的情況下，采用阿特金森循環。也就是說，這款發動機以后將采用目前已應用于全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機上的雙循環系統（奧托循環與阿特金森循環）。而即將上市的全新皇冠2.0T⁺版，可謂棋先一局。

 

    大家都這么看好雙循環，可見它必有過人之處。所謂的雙循環系統，就是在傳統的奧托循環與阿特金森循環之間進行切換。具體來說，在需要強大動力的時候，發動機系統采用奧托循環模式，以保證足夠的動力性；如果是低負荷的情況，則切換為阿特金森循環，這樣可以最大化地提高效率，獲得最佳的節油效果。雙循環系統的組合可以實現更佳的燃燒效率和更優的動力表現，達到揚長避短的效果。這就像游戲中的團戰一樣，魔法系負責遠程攻擊點射，皮糙肉厚的近戰型則負責近距離戰斗，各司其職又相互配合，這樣才能將對方盡情收割，贏得最終的勝利。

 

    那么問題來了，既然雙循環系統有這么多的優勢，為何它并未在傳統燃油機的上普及呢？因為原理雖然簡單，但要實現還是有一定技術難度的。全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機正是通過雙VVT-i(W)技術，來實現奧托循環和阿特金森循環兩種工作模式的自由切換的。從而使得發動機在不同工況下，達到動力充沛又省油的神奇效果。

 

    此外，全新皇冠搭載S&S智能節油啟停系統，在城市工況下節油效果可以提升7%左右。目前很多高檔車上都裝配有類似的啟停系統，那S&S智能節油啟停系統與他們有哪些不同呢？

 

    對啟停系統有所了解的朋友都知道，在夏天的時候，當車輛處于停止狀態（非駐車狀態），發動機將暫停工作，這個時候空調系統將轉為送風機制，一旦車輛靜止時間過久，車內溫度會越來越高，用戶將不得不手動將啟停系統關閉，節油也就無從談起。而S&S智能節油啟停系統則特別裝備有蓄冷材料，即使空調轉為送風時也能利用蓄冷蒸發器使送風空氣冷卻。從而阻止車內溫度上升，令車內保持舒適同時提升車輛節油性。此外，這套系統還有啟動振動小、聲音小以及反應敏捷等特點。

 

    其實，為了節省每一滴燃油，除了非常顯眼的技術（雙循環系統）以及裝備（S&S智能節油啟停系統）外，其他技術也都在盡全力為節油服務。比如，水冷式中冷器，前面我們已經介紹過，其特點是對壓縮后的進氣能夠進行持續、穩定的冷卻，從而獲得更好的性能表現，增壓的介入響應也會得到提升。這里要說的是，當發動機在長時間高負荷駕駛的情況，多少會使用一些燃料進行冷卻。如果擁有了這樣一款穩定高效的冷卻器，這部分燃油消耗完全可以省掉。

 

 

    除了發動機的自身的節油，設計師們還為全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機匹配了代號為AA81E，同級中鮮有的手自一體式8檔自動變速箱。直接進結果：全新皇冠D-4ST 2.0T⁺+8AT的百公里油耗僅7.4L。

 

    如同大多數韓國偶像劇一樣，每個男主都有一個顯赫的出身，AA81E同樣血統高貴。眾所周知，豐田與愛信合作推出了世界上第一臺搭載在量產車型上的8速自動變速器，其代號正是AA80E。其中，0代表這是該系列的第一代產品，E表示的是Electronic control（電子控制）。從數字解讀中不難看出，與全新皇冠2.0D-4ST+發動機匹配的手自一體式8檔自動變速箱應該是它的升級產品。

 

 

 

    作為新一代的產品，它使用了雙級行星齒輪組（辛普森式結構）和拉維娜行星齒輪組，此外，變速箱許多部件都經過了小型化、輕量化的設計，外殼也由鋁合金壓鑄而成。得益于這些設計手段、壓鑄制造工藝等，AA81E的剛性比愛信以前的自動變速箱提升30%，同時最大可承受扭矩也提升了22%，搭配全新皇冠2.0T版350Nm的最大扭矩是郎情妾意正當時。甚至有資料顯示，峰值扭矩為500Nm的發動機也在這臺變速箱的承受范圍之內。不過在性能得到大幅提升后，這臺發動機重量卻僅有95KG。

 

    這款手自一體式8檔自動變速箱能夠發揮日系車燃油經濟性的特長很多人都能理解，那它這樣提升剛性有怎樣的卵用呢？其實，開著皇冠去“切彎”看似荒謬，不過全新皇冠既然敢將目標人群鎖定在30代年輕精英上，那必然要擁有可玩的本事。經過匹配手自一體式8檔自動變速箱，全新皇冠2.0T⁺版的0-100km/h加速時間僅需7.7秒，前文已具體描述過這個數字有多牛X，不妨在此再做一個感嘆：全新皇冠的加速表現已經讓大多售價50萬+的“選手”們不得不“感受被秒殺”的刺激！另外，由于其搭載了手自一體式8檔自動變速箱，較之于由電腦劃分出虛擬檔的無級變速器更適合激烈操作，同時比雙離合變速器可靠性更高。所以說與這款變速器匹配，D-4ST 2.0T⁺發動機一點不會“跌份兒”，甚至有一種門當戶對的絕佳CP即視感呢。

 

 

    事實上，目前市場上對于有些渦輪增壓發動機“（汽）油機（油）混動型”的詬病，讓人們不得不關注“燒機油”這個話題，當然，每一款發動機都存在機油消耗或燒機油的現象，不過由于渦輪增壓發動機自身特點，其機油消耗相對更高（也就是通常所說的“燒機油”）。對于這個問題，全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機作為豐田重返渦輪增壓領域的力作，不可能沒有表示。為了防止這款發動機在機油消耗上出現異常，豐田采取了多種手段。

 

    （一）改良噴嘴形狀：因為增壓直噴發動機結構特點，燃油很容易沿著汽缸壁與活塞的間隙進入機油箱或者在活塞環縫隙生成燃料和機油堆積的混合物。燃油一旦進入機油箱勢必會污染氧化機油；而活塞環縫隙間生成的混合物，一旦觸碰到缸內被剝離的積碳則很容易被點燃，這也就是增壓直噴發動機常遇到的低速早燃(LSPI)現象，而它會很輕松地加快機油的非正常消耗。

 

    正是基于此，豐田的設計師們將缸內直噴的噴油嘴設計成扁平形狀并進一步加長，這樣噴霧的形狀與傳統相比就更圓了，從而降低氣缸壁上的燃料附著，截斷、減少混合物的一部分來源。

 

    （二）噴射時機：除了改良直噴噴嘴形狀外，8AR-FTS發動機通過D-4ST雙噴系統，對燃油噴射時機也進行了精心控制，在活塞吸氣沖程和壓縮沖程時均可噴射燃油，最大限度的提高混合效率，減少上述混合物與點火源——積碳的產生。

 

    （三）燃燒室形狀：這款發動機在燃燒室上也做了不少文章，活塞頂部采用了特殊設計，提升了滾流比和混合氣（汽油+空氣）的流動強度，使分層燃燒和均質燃燒均可實現，進一步確保燃油的充分燃燒，降低早燃頻率。

 

    上述三項均是通過提高燃油效率，間接緩解機油非正常消耗的。那么8AR-FTS發動機又采取了哪些新技術、新手段來直接干涉機油損耗的呢？

 

    （四）機油噴射停止機構：豐田首次采用了對活塞冷卻的機油噴射停止系統，該系統具有電子控制式切換閥，可依據發動機冷卻液溫度、發動機轉速、負荷等，對機油噴射進行控制，可以降低機油的過度消耗與稀釋。另外，這套系統也可降低發動機熱機時活塞冠面的積碳堆積，而積碳的減少可為抑制低速早燃做貢獻。

 

    （五）曲軸通風系統：在曲軸通風系統中，豐田首次采用全新的噴射泵機構（新PCV系統），令自然吸氣區域及增壓區域曲軸內皆可實現通風，可以防止機油老化以及被進一步稀釋。該系統的搭載，讓8AR-FTS發動機的機油使用壽命與自然吸氣發動機等同。

 

    （六）添加劑：除了創造外部“不燒機油”的環境，為了提升機油自身的抗氧化性以及耐久性，研發人員還為這款發動機添加了最優添加劑，開發出了新型機油。

 

    （七）結構、工藝：8AR-FTS發動機采用了獨一無二的設計結構，同時強化了活塞連桿；出于對零部件工藝、工程標準的苛求，整個發動機包括雙渦管增壓器均由豐田自制，從產品品質上保證了“不燒機油”。

 

    從七種手段不難看出，為了走好重返渦輪增壓領域的這一步，全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機在可靠性上確實沒少“下血本”，而且效果也不錯。因為，到目前為止尚未有關于這款發動機（8AR-FTS已搭載在雷克薩斯品牌的部分車型上）“燒機油”的爭論。

 

 

 

    這么多技術集合在一起，全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機的可靠性如何呢？為了確保最新動力總成的耐久性以及給用戶帶來信賴感，全新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機在上市前進行了長距離耐久性行駛試驗。其中，行駛路況包括城市市區、高速公路、西部高原（標高4000米以上）等；而試驗內容也囊括了冰面、雪地等路況測試。此外，全新皇冠還專門針對發動機進行了極低溫度條件下的行車評價以及超過240 km /h的超高速行駛測試。在整個測試實驗中，新皇冠D-4ST 2.0T⁺發動機運行良好，沒有出現任何故障。而且，出于對零部件工藝、工程標準的苛求，整個發動機包括增壓器均由豐田自制，產品品質已經得到了有力保證。

 

    對豐田有所了解的人都知道，豐田早在八十年代就已經擁有渦輪增壓發動機。那有人會問了，豐田既然早已掌握了渦輪增壓技術，為什么直到現在才把渦輪增壓發動機導入中國市場，是看到渦輪增壓在中國“火”了嗎？其實，豐田的工程師們考慮最多的，是要讓第14代全新皇冠“經得起考驗”。全新第14代皇冠無非是要將世界先進技術建立在穩定性、可靠性有保障的基礎上帶給中國消費者。到此，本文真的要殺青了，如果覺得我們的介紹還不夠，不妨在8月22日全新皇冠2.0T⁺上市后，放膽一試。