成熟与性能并重丰田D-4T带来涡轮增压技术全新认知

“压力越大,动力越大”——这个道理不仅仅适合人类，也适合汽车，最典型的例子就是涡轮增压。作为近20年最成功的技术，涡轮增压依靠增强进气压力，以更小排量实现了更强动力。尤其在如今的中国，更有“无增压,不动力”的说法。

后来者丰田

在大众、福特们竭尽全力开发涡轮增压的时候，丰田却全心全意投入到混合动力。当丰田在混合动力取得巨大成功之后，才反攻涡轮增压。

丰田在2016年强势发力，开始大规模进入涡轮增压领域，凭借在雄厚的技术积累，不出手则已，一出手就是大手笔。

很多人以为丰田是刚刚进入涡轮增压领域，其实，丰田研发涡轮增压技术已有超过20年的历史，早期也推出过多款涡轮增压发动机，只是更多应用在赛车上，没有跟风去普及到乘用车上，在很长的时间里，丰田都在对这个本身就存在固有缺陷的技术进行持续改善。2015年，丰田在中国市场相继推出了装配2.0T发动机的汉兰达和皇冠，上市后反响极好，销量也远超预期，这也进一步提升了丰田在中国市场继续导入涡轮增压车型的信心。

涡轮增压基本原理

2016年，丰田推出了D-4T涡轮增压发动机，这款1.2T发动机可谓是丰田涡轮增压技术的集大成者。

不过介绍丰田技术革命之前，有必要先介绍一些涡轮增压技术的缺憾。

涡轮增压的优势是以更小排量带来更大动力,但也有着很多副作用，最典型的就有：涡轮迟滞、油耗增加、顿挫感增强、烧机油和机器寿命缩短等等。消费者固然难以接受，但是时间长了人们也就习以为常，顿挫感可以理解成推背感，寿命短到时候换个涡轮，至于烧机油，后备箱多带一点机油就够了。

但丰田以实力解决涡轮增压的先天不足。至于技术秘密？完全公开，高中生都能理解这些原理。

让我们看看丰田是如何办到的吧，限于篇幅，只挑重点。

第一个难题，涡轮增压介入迟滞

很多涡轮增压车型的车主都有切身体会，就是涡轮有一个打开区间，刚启动汽车时，因为废气量不够，难以打开涡轮，只有发动机达到一定转速时涡轮才会启动。而普通驾驶者在启动汽车的初始阶段，很少直接将转速拉这么高，这就尴尬了:你已经出了地库开始爬坡，但是涡轮没有做功，导致动力跟不上。

丰田通过涡轮小型化非常巧妙地解决了这个难题，同样排量的发动机，丰田采用了体积更小、重量更轻的涡轮，使得只需很少废气就可以启动涡轮，只要你加油，涡轮就启动。

除此之外,丰田还重新设计了涡轮至进气口的流程,大幅度缩短涡轮压缩空气至燃烧室的距离，因为路径越短，提供空气的速度就快，油门响应速度也就更及时。
经过两方面的努力,丰田克服了涡轮介入迟滞的难题，动力输出更为流畅迅捷。

第二个难题，费油

涡轮虽然可以大幅提高动力，却也因导入更多的空气和燃料导致油耗增加。丰田解决的办法就是改造涡轮进气结构，重新设计排气歧管和涡轮之间的废气旁通阀，让涡轮按需开启。

丰田重新设计的废气旁通阀

丰田涡轮增压的废气旁通阀门正常情况下处于开启状态，排气直接通过阀门排放，并不推动涡轮，只有在加速或爬坡等需要较大动力时,阀门才会关闭，废气推动涡轮做功。

如此一来，汽车在启动或者加速阶段，驾驶者踩下踏板，涡轮快速打开，汽车获得更强动力。在公路巡航阶段时，发动机并不需要太大动力，废气旁通阀会打开，直接导流废气，无需涡轮做功。而这时丰田阿特金森循环发动机可以发挥极佳的经济效能，大幅度提升了全行程的节能效果。

第三个难题,发动机不稳定

在解决了涡轮增压介入晚、费油的两大弱点之后，丰田还攻克了发动机爆震、烧机油、寿命短等顽疾，这些都关乎着发动机的稳定性和工作寿命。

篇幅所限，举个典型例子。

发动机爆震，爆震本就是发动机常有的故障,涡轮增压发动机因为燃烧室压力增大，发生爆震的几率更大。

在涡轮增压发动机启动时候，燃烧室内部压缩比非常高，有时压缩行程还在压缩，尚未到达最佳点火点，只因内部燃气混合物压力过大，导致了提前点火。此时，燃烧产生的巨大冲击力与活塞的运动方向相反，造成发动机巨大震动，导致动力下降，油耗增加，尤其是频繁爆震会损害发动机机械部件，受到不可逆的损失。

面对难题，丰田选择从源头入手——爆震的根本原因就是高温高压的气体，丰田的涡轮结构在从涡轮到进气门设立了一个中冷。

通过中冷器快速降低空气温度，使得进入气缸的温度降低，爆燃的可能性也就大幅降低，基本消除了发动机爆震现象。而且通过降低空气温度，还带来一个附加效益，就是进入空气温度降低以后，密度增大，可以压缩更多空气进入气缸，客观上也提升了功率。

用缸内直喷取代歧管喷射

除了在源头上解决问题，丰田应对爆震还采用了另一个技术，就是采用缸内直喷，喷油嘴直接向燃烧室喷射燃料，与歧管喷射发动机相比，可进一步冷却燃烧室，抑制爆震，使得爆震可以降低到普通自然吸气发动机同等水平，大幅延长发动机寿命。

涡轮增压的终结者

如此一来，传统涡轮增压技术的三大弊病：介入迟滞、费油、发动机不稳定，被丰田一一解决，除此之外，丰田还对包括排气温度过高、涡轮过热、燃烧室窜气等一些其他问题进行逐一解决，限于篇幅，我们不再一一罗列。

总体而言，在涡轮增压的问题上，丰田虽不是一个技术启蒙者，却是一个集大成者。经过刻苦攻关，丰田以执着的态度将涡轮增压的种种顽疾统统解决，毕其功于一役，某种意义上也宣布了涡轮增压技术的成熟。