關(guān)于D4D

D4D是豐田一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)稱謂，不是發(fā)動(dòng)機(jī)的型號。D4D的全稱是：Direct Injection 4Stroke Diesel Engine，意思是直接噴射的4沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)種類中，屬于Common Rail Diesel Engine，也就是高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

豐田D4D發(fā)動(dòng)機(jī)有很多種型號，如裝配在LC200及澳洲版LC7系上的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，型號是1VD-FTV；裝配在LC150上的D4D柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的型號是：1KD-FTV；豐田全系多款柴油車應(yīng)用的都是D4D發(fā)動(dòng)機(jī)，以LC200上的1VD-FTV為例。下圖為裝備1VD-FTV的2018款 LC200 XTREME EDITION。

豐田1VDFTV引擎是豐田生產(chǎn)的制造的第一款V8柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。這是32氣門雙頂置凸輪軸高壓共軌燃油噴射和一個(gè)或兩個(gè)可變幾何渦輪增壓器構(gòu)成的。2007年3月在澳大利亞首次使用了這臺發(fā)動(dòng)機(jī)的單渦輪增壓版，裝配到70系列的陸地巡洋艦車型。雙渦輪增壓版在2007年9月第一次使用,裝配在LC200系列的陸地巡洋艦車型上，在不同的全球市場中都是可用的。

    下圖為裝備1VD-FTV的2018款 LC76。

關(guān)于豐田的D4D柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌直噴、電控、中冷、渦輪增壓等技術(shù)，下面來一一介紹。

共軌直噴技術(shù)

D4D采用共軌技術(shù)，達(dá)到只用一個(gè)油泵就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的供油。共軌技術(shù)與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上的多點(diǎn)電噴類似，在一根“共軌”上安裝四個(gè)(對應(yīng)四缸發(fā)動(dòng)機(jī))噴油器，然后有一個(gè)油泵向“共軌”中供油。而噴油器的開啟和關(guān)閉，則是靠電腦來控制的，這個(gè)原理與電噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)類似。這樣一來，由于機(jī)械泵產(chǎn)生的噪音就杜絕掉了。電子泵的供油壓力要比機(jī)械泵大得多，這使得缸內(nèi)直噴得以實(shí)現(xiàn)。我們在了解到汽油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)的時(shí)候，常常會(huì)說到這項(xiàng)技術(shù)源自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，而事實(shí)上，直接在缸內(nèi)噴射的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)只有在實(shí)現(xiàn)電子泵以后才真正得以實(shí)現(xiàn)。這也是因?yàn)椴裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比很高，壓縮沖程的壓力比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)大很多，這需要超高的噴油壓力，這在之前的機(jī)械泵是無法實(shí)現(xiàn)的。

總體來說,D4D的直噴共軌技術(shù)是靠一臺電子泵帶動(dòng)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的供油，簡化了結(jié)構(gòu)；供油壓力不再隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)而變化，實(shí)現(xiàn)了對噴油的精確控制；同時(shí)相比機(jī)械泵，大幅度降低了噪音；由于供油系統(tǒng)能產(chǎn)生更大的壓力，實(shí)現(xiàn)了缸內(nèi)直噴加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。

電控技術(shù)

傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器是被動(dòng)工作的，也就是油泵在有壓力的時(shí)候，就會(huì)因壓力而將柴油噴入汽缸。這種完全由油泵控制的噴油過程。自然無法實(shí)現(xiàn)電腦控制噴油，這種方式從某種程度上說，和采用化油器的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)類似，因?yàn)樗鼈兌紵o法實(shí)現(xiàn)對于噴油量的精確控制。而D4D采用的噴油器是靠電磁閥控制的，噴油正時(shí)和噴油量，都可以由電磁閥根據(jù)ECU發(fā)出的指令來精確控制，這就好比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的電噴技術(shù)一般。不僅如此，D4D發(fā)動(dòng)機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制，這在之前的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是不存在的。氧傳感器等傳感部件將尾氣情況反饋給ECU，從而可以根據(jù)尾氣判斷燃燒狀況，進(jìn)而進(jìn)一步調(diào)整供油濃度，實(shí)現(xiàn)混合氣的充分燃燒。

這種精準(zhǔn)的供油控制，再加上電子泵產(chǎn)生高壓下的噴油壓力，使得發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)產(chǎn)生的強(qiáng)大渦流可以使霧狀柴油與空氣充分混合，這樣一來可以最大程度地減小爆燃的幾率。這種綜合技術(shù)的采用，從根本上大大降低了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)和噪音。

簡單來說，柴油機(jī)的電控技術(shù)和汽油機(jī)的電噴技術(shù)類似。是通過各方面的電子監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的精準(zhǔn)控制。相較傳統(tǒng)柴油機(jī)，有了飛躍式的進(jìn)步。

渦輪增壓技術(shù)

D4D的另一項(xiàng)技術(shù)則是渦輪增壓，這種技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在許多汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，但實(shí)際上它在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上采用的意義要比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)大得多。柴油的抗爆性遠(yuǎn)高于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，這使得渦輪增壓技術(shù)最大的問題得以很好地解決，那就是被壓縮的空氣更容易引起爆燃。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上配備渦輪增壓技術(shù)，可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率進(jìn)一步提升。被壓縮的混合氣在汽缸內(nèi)的濃度比自然吸氣的發(fā)動(dòng)機(jī)要大得多，再加上伴隨的高溫高壓，這些混合氣可以得到進(jìn)一步的充分燃燒，從而獲得更大的升功率和排放更少的有害氣體。

增壓中冷技術(shù)

D4D的最后一項(xiàng)技術(shù)是增壓中冷，當(dāng)渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經(jīng)中段冷卻器冷卻，然后經(jīng)進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門流至汽缸燃燒室。有效的中冷技術(shù)可使增壓溫度下降到50℃以下，有助于減少廢氣的排放和提高燃油經(jīng)濟(jì)性。渦輪增壓技術(shù)非常適合柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)吸入足夠多的空氣以混合柴油，使柴油機(jī)功率大幅度增加，同時(shí)減少油耗和污染。

渦輪增壓技術(shù)非常適合柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在渦輪增壓技術(shù)上極難克服的難題正是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢所在。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)讓渦輪可以發(fā)揮最大作用，吸入足夠多的空氣以混合柴油。使柴油機(jī)功率大幅度增加，同時(shí)減少油耗和污染。

D4D柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢

通過這些新技術(shù)的采用，使得D4D成為一款非常適合豪華SUV使用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然它的震動(dòng)噪音仍然會(huì)比同技術(shù)含量的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)大一些，但是通過好的平衡技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)減震技術(shù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙的隔音降噪技術(shù)，在實(shí)際駕駛采用這種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車型的時(shí)候，基本上感覺不到與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)明顯的區(qū)別。

在性能方面與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)越來越接近的同時(shí)，D4D這種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)依然很好地保留了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的特有優(yōu)勢。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)得益于超高的壓縮比，從而可以獲得比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)更高的燃燒效率，最直接的好處就是可以有效降低燃油消耗。同等動(dòng)力條件的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，可以比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)省30%以上的燃油消耗。

D4D發(fā)動(dòng)機(jī)缸體采用氧化鑄鐵材料達(dá)到長期耐用性。缸頭是輕質(zhì)鋁合金，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是鑄鐵合金。雙頂置凸輪軸驅(qū)動(dòng)的齒形帶可自動(dòng)平穩(wěn)、更安靜的運(yùn)行，最大能保證150000公里行駛里程無需更換，大大降低了使用成本。先進(jìn)的廢氣循環(huán)裝置（EGR）可以降低氮氧化物排放量。步進(jìn)電機(jī)閥可以更精確地控制總量并通過廢氣再循環(huán)冷卻水的使用降低了廢氣的溫度，最大程度的進(jìn)行了再循環(huán)。雙催化器裝置進(jìn)一步降低了NOx等有害物質(zhì)的排放。

轉(zhuǎn)換器安裝在排氣歧管，使用薄壁襯底，使氧化催化劑可以更快加熱，這樣確保即使廢氣在低溫時(shí)也能釋放出清潔氣體。豐田工程師利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)分析（有限元方法）研究整個(gè)車體的噪音和震動(dòng)。將其減至最低。通過重塑后部表面，最佳定位缸梁并改進(jìn)缸壁厚度，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體已被大大強(qiáng)化。這些措施不僅降低噪音，也使發(fā)動(dòng)機(jī)更經(jīng)久耐用。空氣濾清器增大了尺寸以減少空氣進(jìn)氣噪聲，在排氣端，在水落管與主排氣口之間加入了一個(gè)小球用于減少振動(dòng)。

其他有害氣體的排放方面，D4D柴油發(fā)動(dòng)機(jī)則具備明顯的優(yōu)勢，特別是歐洲日益嚴(yán)酷的二氧化碳排放問題，D4D柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可以比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)減少近45%，這可是非常可觀的數(shù)據(jù)。這種讓人最為頭痛的溫室氣體，是無法通過其他回收裝置解決的，也是歐洲環(huán)保法規(guī)對于這一項(xiàng)排放要求越來越嚴(yán)苛的主要原因。

D4D柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一路發(fā)展至今，既克服了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的眾多缺陷，又以其高扭矩，高可靠性，高燃油經(jīng)濟(jì)性，低污染的種種優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用在豐田各類車型上。同時(shí)由于非常適用于越野車型，甚至被一些越野車迷奉為“神器”，也就不足為奇了。

來源;傲卡國際名車，