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发动机技术巡礼ECOTEC LDK发动机解析2012-09-11 16:56 出处：pcauto 作者：常庆林责任编辑：常庆林(评论178条)【太平洋汽车网技术频道】君威/君越2.0T使用的是代号为LDK（欧洲代号为：A20NHT）的ECOTEC GEN II发动机，此发动机是国内市面上少数能与福特GTDi 2.0T/大众TSI 2.0T抗衡的产品。
这款发动机源自于2007年在首次用在庞蒂克Solstice GXP上的那款SIDI（Spark Ignition Direct Injection）涡轮增压ECOTEC发动机（代号为LNF）。
本文将以代号为LDK的ECOTEC GEN II发动机为例，说明此系列发动机的特点。
发动机技术巡礼相关文章：在2007年，一款涡轮增压缸内直喷ECOTEC发动机被引进到当年的庞蒂克Solstice GXP以及Saturn（土星）Sky RedLine，其代号为LNF。
这款ECOTEC LNF发动机采用纵向布置的形式，排气量为1998cc。
由于采用了形成缸径相同（86mmX 86mm）的方形气缸结构，因而能兼顾低转扭矩和高转速爆发力。
在1980年代末诞生的丰田3S-FE/3S-GE/3G-GTE发动机以及近年的本田K20A和三菱4B11T均采用了这种方形气缸结构。
LNF发动机的压缩比为9.2:1，最大增压压力为1.4bar，最大功率190kW/5300rpm，最大扭矩350Nm/2500~5250rpm。
LNF发动机作为LDK/LHU发动机的始祖具有如下特点：性能版本的LNF发动机——LDK和LHULDK和LHU这两个版本的ECOTEC GEN II发动机在LNF发动机的基础上提高压缩比至9.3：1。
LHU则在LDK基础上增加了对E85生物燃料的支持。
国内君威/君越2.0T上的发动机就是代号为LDK的版本。
而君威GS国内版采用的是LDK 版本。
君威GS国外版则是采用LHU版本。
丰田各代ths解析摘要：一、丰田THS混合动力系统简介二、丰田各代THS技术特点及发展历程1.第一代THS（1997年）2.第二代THS（2003年）3.第三代THS（2008年）4.第四代THS（2012年）5.第五代THS（2018年）三、丰田THS在我国市场的应用及市场表现四、丰田未来混合动力技术发展趋势正文：一、丰田THS混合动力系统简介丰田混合动力系统（Toyota Hybrid System，简称THS）是全球范围内最为成功的混合动力技术之一。
自1997年首次应用于丰田普锐斯以来，THS凭借其卓越的燃油经济性、环保性能以及可靠性，赢得了全球消费者的认可。
二、丰田各代THS技术特点及发展历程1.第一代THS（1997年）第一代丰田THS主要采用了一台1.5L四缸发动机和一台电动机组成的混合动力系统。
发动机和电动机分别负责动力输出和辅助动力输出，使得车辆在不同的驾驶条件下都能实现高效能的燃油经济性。
2.第二代THS（2003年）第二代THS在第一代基础上进行了多项技术升级，包括采用更大容量的镍氢电池、提高电动机的功率和扭矩等。
此外，第二代THS还引入了电子无级变速器（E-CVT），使得动力传输更加平顺。
3.第三代THS（2008年）第三代THS进一步优化了发动机和电动机的性能，提高了燃油经济性。
此外，第三代THS采用了全新的行星齿轮式混合动力系统，使得动力分配更加智能高效。
4.第四代THS（2012年）第四代THS采用了更小排量的发动机，如1.8L和2.0L，同时继续提高电动机的性能。
此外，丰田还为第四代THS引入了智能驾驶辅助系统，提升了驾驶安全性和舒适性。
5.第五代THS（2018年）第五代THS采用了全新的混合动力架构，包括更大容量的电池、更高效的电动机和发动机。
此外，第五代THS还引入了四驱系统，进一步提高了车辆的驾驶性能。
三、丰田THS在我国市场的应用及市场表现我国作为全球最大的新能源汽车市场，丰田THS在我国市场同样表现出色。
一汽丰田奕泽Dynamic Force Engine发动机技术解析奕泽的亮点之一，就是搭载了一款40%热效率的2.0L Dynamic Force Engine发动机，在当时，也算是世界领先级的水平。
一、热效率的重要性所谓热效率，即是“有效输出的能量与总输入的能量之比”。
通常情况下，现实生活中发生的任何能量转换，效率都不会是100%的。
而汽油发动机，作为一种将化石燃料中的“化学能“，通过燃烧转换为机械能的机器，自然也不可避免会产生能量损耗。
除去这部分损失后，最终发动机的“实际有效做工”与“燃烧汽油所产生的热能总量”之间的百分比，即为发动机的热效率。
一般来说，发动机热效率越高，在同样的瞬时油耗下，提供的动力输出就越大；或是在同样的行驶里程下，汽车越省油。
纵观发动机的发展史，人们一直在想尽办法提高热效率。
从1776年起，瓦特第一台实用蒸汽机的2%~4%，让人类开始进入蒸汽时代；到一百年后的1876年，奥拓第一台四冲程煤气机的14%，正式奠定了现代发动机的四冲程设计；再到1886年卡尔本茨发明第一辆汽车时的14%~15%，人类进入汽车时代。
虽然进步缓慢，大概每次只以0.5%或1%的幅度龟速蠕动，但每一次的突破，都表明着人类科技水平又迈入了一个新时期。
而一汽丰田在这个过程中扮演何种角色呢？一汽丰田研发的发动机自2003年之后，数次夺冠，长期占据榜首位置。
从第二代普锐斯的36.8%，到2009年第三代普锐斯的38.5%，再到2016年的2.5L Dynamic Force Engine发动机，让第一次人类迈入了40%的门槛。
如今奕泽上使用的，正是2.0L的Dynamic Force Engine发动机，最大功率126KW，最大扭矩203Nm。
二、奕泽发动机技术解析那么一汽丰田在Dynamic Force Engine发动机上，用到了哪些突破性技术呢？其实内燃机发展至今，技术已经非常成熟，除非在其相关的领域出现重大技术突破，否则在总体的结构设计层面，早已不存在可以被明显改进的地方。
丰田2.0l自然吸气发动机寿命
丰田的2.0升自然吸气发动机的寿命受到多种因素的影响。
一般来说，如果定期进行保养并且遵循制造商的建议，这种发动机通常可以在正常使用情况下达到15万至20万英里以上的行驶里程。
然而，具体的寿命还取决于驾驶习惯、维护保养情况、使用环境和其他因素。
良好的驾驶习惯和定期更换机油、滤清器以及其他关键部件的保养可以延长发动机的寿命。
总体来说，丰田的发动机通常以可靠性和耐用性而闻名，但是具体的寿命还是需要根据具体情况来评估。
丰田发动机系列及参数标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]丰田车系5A-FE 直列四缸1.5L 16气门DOHC 威驰 9.8 68/6000 124/32008A-FE 直列四缸1.3L 16气门DOHC 威驰 9.3 64/6000 110/3200丰田5A FE发动机目前国内天津一汽04年至05年1ZZ-FE 直列四缸1.8L 16气门DOHC、DIS（含铅汽油）花冠 9.5 94/6000 162/44003ZZ-FE 直列四缸1.6L 16气门DOHC、VVT-i、DIS（无铅汽油） 10.5 81/6000 146/44001NZ-FE 直列四缸1.5L 16气门DOHC、VVT-i、DIS（无铅汽油）威驰花冠2NZ-FE 直列四缸1.3L 16气门DOHC、DIS（含铅汽油）威驰花冠1MZ-FE V型6缸 3.0L 24气门 DOHC， 10.5 188/5200 203/4400 佳美94年后1AZ-FE 直列四缸2.0L 16气门 DOHC、VVT-i、DIS、ETCS-I 凯美瑞、RAV4 9.8 108/6000 190/60002AZ-FE 直列四缸2.4L 16气门 DOHC、VVT-i、DIS、ETCS-I 凯美瑞大霸王RAV4 9.8 123/6000 224/40002TR-FE 直列4缸 2.7L 双凸轮轴16气门（VVT-i）霸道、海狮1GR-FE V型六缸 4.0L 霸道、兰德酷路泽（第七代陆地巡洋舰）2GR-FE V型六缸 3.5L 24气门DOHC、双VVT-i、DIS、ACIS、ETCS-i 新款凯美瑞 10.8 204/6200 346/4700/3GR-FE V型六缸 3.0L 24气门DOHC、双VVT-i、DIS 2005款皇冠、锐志 10.5170/6200 300/44005GR-FE V型六缸 2.5L 24气门DOHC、双VVT-i、DIS 锐志 10.0 145/6200 242/44001FZ-FE 直列六缸4.5L 陆地巡洋舰（第六代）2UZ-FE V型八缸 4.7L 兰德酷路泽（第七代陆地巡洋舰）1NZ-FXE 1.5升 4缸直列双凸轮轴16气门1ZR-FE 1.6L DOHC 16气门 Dual-VVT-I 卡罗拉 10.2 92kW/6000 157/42002ZR-FE 1.8L DOHC 16气门 Dual-VVT-I 卡罗拉 10.0 98kW/6100 174/40002ZR-FAE 1.8L DOHC 16气门 Dual-VVT-I Valvematic 卡罗拉10.0 110kW/6100 179/40003ZR-FE 2.0L DOHC 16气门 Dual-VVT-I 10.0 105kW/5600 194/3900 Dual-VVT-I 3ZR-FAE 2.0L DOHC 16气门 Dual-VVT-I Valvematic 116kW/6200 195/4400 2007年4ZR-FE 1.6L 96.7kW Dual-VVT-i4Zr是丰田08年最新研发的发动机，ZR系列是丰田最新研究发动机之一。
丰田2.0l自然吸气发动机存在的问题：
丰田2.0L自然吸气发动机存在的问题主要有以下几点：
1.动力表现一般：相比涡轮增压发动机，
2.0L自然吸气发动机的动力输出相对较弱，
加速表现不够出色，尤其在低速时动力响应不够迅速。
2.油耗较高：由于自然吸气发动机的进气方式，使得发动机在高速行驶时无法提供足
够的进气量，从而导致发动机转速升高，油耗增加。
3.噪音较大：相比涡轮增压发动机，自然吸气发动机的噪音较大，尤其是在高速公路
上高速行驶时更为明显。
4.维护成本较高：相比其他排量的发动机，2.0L自然吸气发动机的维修成本相对较高，
因为需要使用更高品质的机油和滤清器等配件。
从40 km/h 加速到80 km/h ，雷凌1.2T 整个提速过程顺畅自然，动力输出比1.6 L 雷凌车型要直接，毕竟扭矩提升了30 N ·m 。
这次雷凌全系标配的TOYOTA SMART STOP 发动机智能启停系统，工作逻辑和启动时的震动控制都值得称赞。
CVT 变速器与发动机、油门的配合默契，仍然偏家用化调校，舒适是主调，固谈不上运动与激情。
D 挡模式下发动机转速被控制在很低范围内，这样可以尽量协助车主节省燃油。
当打开SPORT 运动模式后，发动机的动力输出会相对顺畅一些，换挡转速会有所提高，车子跑起来也更加轻快。
这里额外提一句，有些紧凑级轿车使用了小排量涡轮+双离合变速器的搭配，很容易造成顿挫、不平顺，即介入），初段的加速感也要比这两款车型略好一些。
而相比福克斯1.0T 3发动机震动及噪声小是它的优势。
涡轮增压发动机被诟病最多的“烧机油”碳”现象，就是因为涡轮增压发动机更高的燃烧室压力会导致从燃烧室进入曲轴箱的窜气量增加带入杂质，从而污染机油器的作用，内部压力同样较高产生杂质形成积碳。
雷凌强制换气系统，使曲轴箱通风系统能够更高效地将经过油气分离的窜气重新注入进气道，涡轮增压发动机增加了一组喷射泵效地从曲轴箱排出，避免其中杂质污染机油上汽大众朗逸1.2TSI DSG
14.29万元
相比雷凌主推的1.2T 动力，朗逸似乎更钟情于1.4T 和1.6L 车型，1.2T 只有一款车可选。
回到产品本身，朗逸1.2T 发动机账面数据与雷凌相近，不过驾驶表现却大相竞争。
丰田THS-II(TOYOTA HYBRID SYSTEM-II)属功率分流型混合动力架构(图1)，其关键部件是动力分配行星齿轮(Power Split Device简称PSD)，在行星齿轮排中已知两根轴的转速就能确定第三根轴的转速(基于行星齿轮排的传动特性)，类似的也可以由此确定三根轴之间的转矩关系(行星齿轮排杠杆扭矩受力平衡特性)。
因此，只有当MG1吸收机械功率并且将其转换为电功率时，才可实现沿机械路径的功率传输，通过这种方式会持续产生电功率，因不可能将其全部存储到HV蓄电池中，并且出于效率原因的考虑，这样做也没有意义。
通过使用直接位于输出轴上的电动机/发电机MG2可形成一条电力路径，可将产生的电功率再次直接转换为机械驱动功率，根据由轮速和期望车轮驱动扭矩构成的行驶需求产生一个发动机优选转速，并通过电动机/发电机MG1的转速调节使发动机达到该转速。
车轮所需的驱动扭矩由发动机产生，其中一部分通过机械路径，另一部分通过电力路径传输至车轮。
图1 THS-II混合动力架构同其他混合动力汽车一样，HV蓄电池通常被用于对驱动系统运行状态产生有针对性的影响，借助于HV蓄电池的帮助，可使发动机在期望的车轮扭矩下不工作在过高或过低的负荷状态下，利用存储在HV蓄电池里的能量可实现关闭发动机，仅由电动机/发电机MG2单独用于驱动车辆，以避免发动机工作于极差的工作区域。
THS-II通过2条路径使串联和并联混合驱动的基本原理得到组合，因此功率分流也被称为串并联拓扑结构。
该方案的一大优点在于无级可调的传动比(E-CVT)和与此相关的发动机最佳工作点的自由选择。
此外，传动系统可以在没有传统变速器，特别是没有换挡与离合元件的情况下实现无级变速，且变速时没有牵引力中断，从而保证了较高的行驶舒适性，此外还可以省去某些机械部件。
早在94年，丰田公司就已对该架构申请了产权专利，当前该混合动力架构搭载于国内的一丰、广丰部分混合动力车型，诸如：卡罗拉、雷凌、亚洲龙、凯美瑞、RAV4，以及Lexus的全系混合动力车型，诸如：CT200h、UX260h、ES300h、RX450h、LS500h等。
丰田2.0T+发动机解析
作为丰田旗下近 20 年来首款搭载涡轮增压的轿车车型，第 14 代皇冠 2.0T 车型自上市以来，深受大众的关注。
这款车集双涡管涡轮增压发动机的 D-4ST 双喷射系统、宝马的单涡轮双涡管技术、奥托和阿特金森循环切换、缸盖集成排气歧管、双 VVT-iW 以及 S&S 智能节油启停系统等众多技术集结于一身。
本文将为大家详细介绍皇冠 2.0T+发动机。
虽然一直以来，日系车企给人印象一直坚持的是自然吸气的“忍道”，但实际中日本完全没有落下对于涡轮增压发动机的研发，全球最大的 3 个车用涡轮增压汽车供应商有两家都是
日本的。
而老品牌丰田 20 年的厚积薄发更不可小觑。
这次第14 代皇冠搭载的 2.0T+最大输出功率和最大扭矩分别达到 173kW 和 350Nm，已经可与 3.5L 排气量动力性能比肩。
采用的 S&S 智能节油启停系统，使油耗降低了 25%(每 100 公里 9.5L 降低到 7.4L)，几乎和2.0L 发动机耗油量相同。
“四双”数据
双喷射、双涡管、双循环、双VVT-i（W），合称“四双”，具体情况是怎样呢。
双喷射技术
全新皇冠首次采用 D-4ST 双喷射系统，顾名思义其采用的是缸内直喷和歧管喷射两种模式相结合的设计。
它根据发动机的负荷状况进行协调工作，在冷启动以及低负荷工况下，使用歧
管喷油，尤其是冷机状态下，相比缸内直喷，歧管喷油让油气混合得更充分，而且可以清洗气道，避免气道、气门积碳和淤积赃物；中等负荷下缸内喷射开始介入，进入复合喷射状态；重负荷则由缸内直喷系统全面接管。
两套喷油系统，既结合了歧管喷射的特点，又发挥了缸内直喷精确喷油的优势，优化整车燃油效率的同时动力也大幅提升。
对于不同工况，选用不同的喷射配合：冷启动/怠速/低负荷使用单歧管喷射(2000rpm 以下)，中等负荷两套喷射系统协同工作(2000-4000rpm)，高负荷下则由缸内喷射完全接管(4000rpm 以上)。
这样就发挥了进气歧管喷油、缸内直喷各自的优势，实现了各个转速下动力响应、燃油经济性都很好。
VVT-iW 是 VVT-i 可变气门正时技术的升级版。
“W”和“Double”的日语发音相同，W 在很多场合下也用以指代 Double，VVT-iW 也一样。
字面上解释，Double 指的是 VVT-iW 技术可以让发动机在不同工况下实现奥托循环和阿特金森循环两种工作模式。
低工况时气门迟闭，排出部分新鲜空气，令压缩行程小于膨胀行程，实现热效率高的阿特金森循环，达到省油的
效果;高工况时气门提前开启，进排气效率更高，取得奥托循环低扭强劲的优点。
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
到很好的水准。
双涡管技术
单涡轮双涡管技术也是丰田首次采用，相比于单涡管增加了一条废气通道，此举看似简单，却让排气更加顺畅、泵气损失更少，从而发挥更强的增压效果。
相信很多人选择涡轮增压发动机，都是看中它强劲的动力，踩下油门后带来的推背感。
不过，涡轮启动需要排气量达到一定水平，这也就是常说的涡轮迟滞效应，可惜的是单涡管产生的排气干涉会加重这种涡轮迟滞。
而理顺排气的双涡管正好与之相反，可快速提升涡轮介入的灵敏度。
与此同时，全新皇冠D-4ST 2.0T+发动机还对涡轮进行了轻量化处理，令涡轮响应更快，所以这款发动机平顺性堪比自然吸气发动机，同时保有超强的加速性能。
双涡管涡轮增压器市面上本不多见，再加上排气歧管缸盖一体化设计，这样的组合为世界首次采用。
将排气歧管集成在缸盖内，可令发动机布局更紧凑，另外在排气歧管周围套上水套，还可以优化发动机热管理。
因为，冷启动时完全可以“近水楼台先得月”地充分利用废气热量，减少热机时间；另外，水道在重负荷下可以帮助废气降温，从而降低涡轮的热负荷，起到水冷式中冷器的效果，进一步提高涡轮低速的反应。
双循环技术+双VVT-i（W）技术
丰田首次搭载VVT-i（W）气门正时广角技术，这项技术可视为VVT-i 可变气门正时技术的升级版。
其可变气门正时从油压控制改为更加精确的电控，正时角度的可变范围也更大，能够更好地控制进气时机与进气量，保证了各个转速范围内的大扭矩输出。
也正是因为它的使用，让发动机在不同工况下实现奥托循环和阿特金森循环两种工作模式。
水冷式中冷器
由于发动机排出的废气的温度非常高，通过增压器的热传导会提高进气的温度。
有数据表明，在相同的空燃比条件下，增压空气的温度每下降 10 ℃，发动机功率就能提高 3%～5%。
所以如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的 NOx 的含量，造成空气污染。
这时就需要中冷器来降低发动机的进气温度。
缸内集成排气歧管
D-4ST 的动力革命
这么多新技术的应用，引发了怎样的化学反应呢？下面就结合这款发动机的特性曲线具体来看一看。
从图中不难看出，D-4ST 2.0T+发动机的最高功率为173kW，最大扭矩为350Nm，同时在1600 转左右就可爆发，至 4500 转左右仍可保持恒定的最大扭矩输出，所以这款发动机拥有更宽幅的高扭矩区间，这样无论在起步加速，还是在高速行驶中，车辆都可获得源源不断的澎湃动力。
另外，在D-4ST 双喷射系统、双涡管增压系统等的配合下，这款发动机的最大热效率也达到了增压发动机中 36%的高水准（一般增压发动机热效率在 30%～35%左右）。
其动力已经如此强了，燃油表现又如何呢？
“+倍”节油
2017 年后德系汽车厂商也将采用目前已应用于全新皇冠D-4ST 2.0T+发动机上的双循环系统（奥托循环与阿特金森循环）。
大家都这么看好双循环，无非是看中了可切换阿特金森循环的超高节油性。
而阿特金森循环是利用延迟进气门关闭，使膨胀比高于压缩比，来实现节油的。
从这一点来说，其与 D-4ST 双喷射系统相结合，又是一个逆天的组合。
因为，直喷技术最大的特点就是在压缩行程之后喷油，也就是在阿特金森模式下，进气门关闭前压回进气道的只有空气，省油效果愈加突出。
此外，全新皇冠搭载 ISS 智能启停系统，在城市工况下节油效果可以提升 7%左右。
目前很多高档车上都装配有类似的启停系统，那 ISS 智能启停系统与他们有哪些不同呢？
其实，为了节省每一滴燃油，除了非常显眼的技术（双循环系统）以及装备（ISS 智能启停系统）外，其他技术也都在尽全力为节油服务。
比如，水冷式中冷器，前面我们已经对它进行过介绍，其特点是对压缩后的进气能够进行持续、稳定的冷却，从而获得更好的性能表现，增压的介入响应也会得到提升。
这里要说的是，当发动机在长时间高负荷驾驶的情况，多少会使用一些燃料进行冷却。
如果拥有了这样一款稳定高效的冷却器，这部分燃油消耗完全可以省掉。
避免“烧机油”
目前市场上对于有些涡轮增压发动机“（汽）油机（油）混动型”的诟病，让人们不得不关注“烧机油” 这个话题，当然，每一款发动机都存在机油消耗或烧机油的现象，不过由于涡轮增压发动机自身特点，其机油消耗相对更高（也就是通常所说的“烧机油”）。
对于这个问题，全新皇冠D-4ST 2.0T+发动机作为丰田重返涡轮增压领域的力作，不可能没有表示。
为了防止这款发动机在机油消耗上出现异常，丰田采取了多种手段。
比如，改良喷嘴形状、优化喷油时机以及燃烧室形状等，以确保燃油充分燃烧，避免未充分燃烧的油气附着在气缸壁上与机油接触，导致机油异常消耗。
此外，丰田还首次采用了机油喷射停止系统、全新喷射泵机构（新 PCV 系统）等，让 D-
4ST 2.0T+发动机的机油消耗保持在正常值范围内，同时其机油老化程度、使用寿命几乎与自然吸气发动机相当。
总结
这么多技术集合在一起，D-4ST 2.0T+发动机的可靠性如何呢？为了确保最新动力总成的耐久性以及给用户带来信赖感，全新皇冠D-4ST 2.0T+发动机在上市前进行了长距离耐久性行驶试验。
其中，行驶路况包括城市市区、高速公路、西部高原（标高4000 米以上）等；而试验内容也囊括了冰面、雪地等路况测试。
此外，全新皇冠还专门针对发动机进行了极低温度条件下的行车评价以及超过240 km /h 的超高速行驶测试。
在整个测试实验中，D-4ST 2.0T+发动机运行良好，没有出现任何故障。
而且，出于对零部件工艺、工程标准的苛求，整个发动机包括增压器均由丰田自制，产品品质已经得到了有力保证。
对丰田有所了解的人都知道，丰田早在八十年代就已经拥有涡轮增压发动机。
那有人会问
了，丰田既然早已掌握了涡轮增压技术，为什么直到现在才把涡轮增压发动机导入中国市场，是看到涡轮增压在中国“火” 了吗？其实，丰田的工程师们考虑最多的，是要让第14 代全新皇冠“经得起考验”。
附录
TNGA平台主要发动机参数。
