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漢蘭達車主5500字長文起底：8AR-FTS到底是怎樣一部發動機？

本文是駕仕派的原創文章，來自撰稿人狗鬆子。

讀完這遍文章，你會發現這位新漢蘭達的車主絕不是一般的車主；而新漢蘭達的用戶使用手冊，竟然還隱藏著這樣的奧義——小編按。

從15年9月份購入廣汽豐田全新漢蘭達2.0T至今已行駛34000公裏，一直在醞釀寫一篇使用體會，因為懶人癌拖到現在。豐田的新漢蘭達和這台全新的8AR-FTS發動機在使用中帶給我的感觸很多，幹脆搞成長測文，對這款車，或者豐田全新2.0T發動機的長期使用狀況有興趣的朋友可以關注了解 。

說車之前，我想先說說這台萬眾矚目的8AR-FTS渦輪增壓發動機。作為豐田AR係列的最新產品，豐田時隔20多年再次推出的量產渦輪增壓汽油發動機，可以說幾乎集合了豐田最近十多年所有的先進技術於一身——除了雙噴射、雙循環， 雙渦管渦輪，以及水冷中冷器外，還有大量豐田首次使用的技術組合。

D-4ST（Direct injection 4-stroke with Turbo）

D-4ST直噴4衝程汽油發動機帶渦輪增壓的高級版本，目標很明確——盡可能提升可靠性和經濟性。

雖然在主流市場許久沒有染指渦輪增壓，甚至和其他日係品牌一起都一直給我們不屑於使用增壓技術的印象，但是8AR一經推出就以技術先進形象確立了其在市場主流渦輪增壓引擎中高起點的位置。

然而這台集萬千寵愛於一身的新一代渦輪增壓引擎，卻在其用戶使用手冊裏列了這麼詳細的一段熄火前需怠速的說明，引來一陣議論——

在網絡上隨便一搜關於渦輪增壓發動機停機前是否需要怠速的關鍵詞，各家媒體各種渠道的文章講出的內容都傾向於認為“現今的渦輪增壓發動機不再需要在熄火前刻意怠速。”

而豐田這樣的要求有人說是因為8AR發動機沒有延時冷卻係統，懷疑豐田拿閹割版賣給國內（實際上英文版的雷克薩斯也有這一段）；也有小白質疑豐田的8AR沒有中冷器（WTF?）;由此認為豐田全新的8AR不咋地，油耗高，很落伍，加油還得喝95……

真的如此嗎？為什麼以前的渦輪增壓車都強調要熄火前怠速？知其然，知其所以然——

渦輪增壓器基本原理結構圖

大家對渦輪增壓器的基本工作原理應該都很了解了，利用發動機排出的廢氣能量驅動渦輪高速旋轉，渦輪帶動中間軸連接的另一側壓氣機泵輪往氣缸裏壓入更多的空氣以提高輸出功率。

汽油發動機的渦輪增壓器的工作轉速普遍在每分鍾幾萬到十幾萬轉，以豐田8AR為例，其搭載的豐田自產渦輪增壓器的最大工作轉速可達每分鍾18萬轉。（想象一下轉軸和軸承的相對滑移速度高達180km/h）

連接渦輪和泵輪的中間軸工作在每分鍾十幾萬轉的轉速之下

而廢氣渦輪端因為直接與發動機氣缸排出來的高溫廢氣親密接觸，在負載下，汽油機渦輪的工作溫度可達900℃以上。（柴油機渦輪因為發動機的工作方式不同，溫度要低得多，通常隻有汽油機的一半。）

NX200T宣傳視頻中燒得通紅的8AR渦輪殼體

在如此高溫高轉的惡劣工作條件下，如何保證渦輪增壓器中間軸的正常冷卻和潤滑。除了在渦輪中間體設置隔熱腔，布置冷卻水道等措施外，還有渦輪增壓器的轉軸普遍采用的浮動軸承——渦輪增壓器中保證其可以在如此惡劣的環境下正常工作的最關鍵零件之一。

一種渦輪增壓器內部結構，各門各派大同小異，圖中右側為廢氣渦輪端

浮動軸承按字麵理解就是漂浮在潤滑介質中的軸承，其高轉速下工作穩定精度高，摩擦功耗低溫升易控製，壽命較其他滾動式軸承長的特點，特別適合應用於渦輪增壓器這樣高溫高轉，轉軸不承受額外徑向剪切力的場合。

上為浮環和軸都可懸浮旋轉的全浮式軸承，下為軸承固定隻有中間軸懸浮旋轉的半浮式軸承

簡單來說浮動軸承就是利用了流體的原理。軸在旋轉時因為摩擦力作用，帶動了軸和軸套間隙中的潤滑油一起往旋轉方向流動，因為軸和軸套的配合中間存在楔形間隙，使得潤滑油流動通道變小，潤滑油受到擠壓而產生了油壓。（想象一下為了讓水噴得更遠而捏住膠皮管子）

油壓的產生使得其對轉軸形成了一定的向上作用力，當轉速越來越高，油壓達到一定值時，潤滑油就可以將軸抬起（站在消防水帶上高壓水流可以將你抬起），使得軸和軸套之間形成一層流動的油層讓轉軸完全漂浮在潤滑油中，形成流體潤滑。

軸和軸承之間必須存在收斂的楔形間隙

為了表達清楚，圖進行了誇張，實際軸和軸承的配合間隙隻有一兩根頭發絲那麼大。

轉軸帶動潤滑油達到一定轉速時，楔形間隙中產生的油壓將轉軸托起懸浮在油液中

全浮動軸承可以使軸和軸套全都浮在潤滑油中，形成了內外兩層油膜，所以潤滑條件以及抗轉體振動性能更好，工作更穩定。半浮動軸承的軸套是固定的，隻有轉軸在中間懸浮。

雖然原理很簡單，浮動軸承實際在設計過程中需要經過複雜的流體計算，還要結合所匹配的發動機的機油粘度、機油壓力、工作溫度等等諸多因素。

嚴酷的工作條件加上其內部組件極高的材料和加工要求，使得現在主流的渦輪增壓器基本以美日等發達國家的實力廠家為主（博格華納、霍尼韋爾、IHI、三菱等等……），即便是售價便宜的國產車們也得采購洋品牌。

寶駿1.5T發動機采用的霍尼韋爾半浮動軸承渦輪增壓器

總結一下浮動軸承流體潤滑形成的必要條件：

1. 相對運動的兩表麵之間必須形成收斂的楔形間隙；

2. 被油膜分開的兩表麵需要達到一定的相對速度，帶動潤滑油流動的方向必須從楔形間隙的大口進小口出；

3. 潤滑油需要一定的粘度，而且必須充分的供油以保證相對運動的量表麵之間可以形成穩定持續的油膜，並迅速帶走工作熱量；

因此，結合渦輪增壓器高溫高轉的工作環境，對它最嚴酷的工況無外乎以下兩點：

a. 發動機在高負荷工況下運轉時，供油不暢，甚至突然中斷供油；

這樣會造成渦輪增壓器中間軸和軸承在缺油，甚至無油的情況下高速運轉，使得潤滑和散熱不良，渦輪中間軸和軸承直接接觸很快磨損，或直接抱死，或配合間隙變大，進一步使得渦輪增壓器出現異響、振動、油封漏油、渦輪和殼體碰撞損壞等情況；

無論是二三十年前，還是今天，采用浮動軸承的渦輪增壓器都需要避免出現這樣的工況。

潤滑不良造成的磨損和熱變色

機油髒或缺機油造成的軸承損壞

b. 發動機在高負荷工況下運轉後，馬上停機；

發動機停機後油泵停轉，機油循環即停止。而熄火前渦輪轉軸可能正工作在十幾萬的高轉下，熄火後在慣性作用下會造成短時間的缺油運行（以近200公裏時速飛速滑移的中間軸和軸承，一兩秒就可以排幹細如頭發絲的間隙中的油層變成無油狀態，5秒以後即變成金屬對金屬的幹摩擦造成磨損，因此正常工作時需要一定壓力和流量的機油不斷注入）

高負荷工況下馬上停機，還會造成渦輪端和排氣管的高溫產生熱倒流，使增壓器溫度升高，中間體的油道和軸承處殘留的機油受高溫烘烤，劣化變質堵塞油路，碳化顆粒也會加劇磨損轉軸和軸承，最終導致增壓器損壞的結果。

在過去，高負荷運轉後立即停機的熱倒流效應對渦輪增壓器造成的負麵影響是巨大的。

SAAB900汽油機渦輪和標致604D柴油機渦輪的熱倒流對比

以上世紀80年代經典的SAAB900 2.0T渦輪增壓發動機為例，在台架上以160km/h的時速高負荷運行後，停機3分鍾左右軸承溫度便從110℃迅速飆升到300℃以上。

SAAB900 Turbo

2012年戰鬥民族對多款機油進行了一次400℃的高溫測試，僅僅1分鍾的時間，很多機油都出現了碳化的情況。

以400℃加熱機油1分鍾的試驗

移步看更多：https://www.chiphell.com/thread-610824-1-1.html

可想而知，在上個世紀汽車剛剛開始興起渦輪增壓的七八十年代，渦輪增壓器本身結構以及相應的冷卻和潤滑條件還不十分成熟的情況下，渦輪增壓引擎需要熄火前額外的怠速冷卻時間是多麼重要。

雖然水冷中間體的渦輪增壓器早在上個世紀八九十年代就已經開始普及了，但是缺乏電子水泵的支持，發動機熄火後，從發動機缸體中引進來的機油和冷卻液也同時停止了循環。機械水冷效果比純油冷有一定改善，但渦輪軸承的溫度依然可以升到近200℃，已經接近大部分機油的閃點。

以三菱TD05水冷渦輪增壓器為例，高負荷停機後的熱倒流軸承溫度近200℃

隻有裝備了渦輪獨立水冷循環後，增壓器的軸承溫度才能得到更好的控製，軸承的工作條件得到改善，渦輪增壓器的壽命也就更長了。

采用獨立電子水泵延時冷卻的渦輪軸承熱倒流溫升對比圖

因此，裝備了獨立水冷循環的渦輪增壓車型基本不用擔心高負荷運轉後的熱倒流問題，比如大眾集團現在的TSI發動機們。

具備兩套水冷循環的大眾TSI發動機

各位使用豐田2.0T發動機的車主，也可以不用擔心你們的渦輪增壓器有冷卻的問題，8AR也有一套獨立的渦輪增壓電子冷卻係統，可以在發動機熄火後持續進行冷卻降溫。但這並不代表著你就可以在高負荷運轉後立刻停機。

8AR的渦輪獨立冷卻係統

現在的絕大部分發動機都無法避免高負荷運轉後馬上停機導致機油泵停轉、發動機供油中斷的問題，尤其是現在的渦輪增壓器為了獲得更快速的響應和更大的壓榨動力，越來越輕量化，轉速越來越高，動則十幾萬轉的高轉速下立即熄火容易造成磨損，降低渦輪增壓器使用壽命。

那麼我們再回到這張表時就很好理解了。

城市路況基本可以忽略，本來就跑不太起來，就算遇到紅燈停車、進車庫停車場找車位等情況的怠速滑行時間足夠了。（ 當然，有激烈駕駛、地板油、頂著油門到紅燈麵前重踩刹車等習慣的，還是關了自動啟停吧）

高速公路這種長時間高負荷工況（指溫度，高速巡航發動機處於高效區間，空燃比較高燃燒較稀薄，發動機排氣溫度比市區駕駛更高）需要怠速1-3分鍾很正常也有必要，因為3分鍾基本是一個穩定運行的熱機在停機以後，熱倒流效應達到最大值的時間（以我以前在發動機研發部門工作的經驗也是如此），怠速3分鍾不但有利於發動機包括渦輪增壓器在內，所有有熱積累的重要部位從高負荷工況下充分冷卻，而且也足以使渦輪轉軸穩定下來了。

不過我建議搭載豐田2.0T發動機的車主們，在山路，賽道和高速公路上駕駛時主動關閉自動啟停係統，因為8AR的自動啟停激活條件中，並沒有發動機工況和渦輪溫度的條件限製，所以你在這些路況下駕駛時遇到突發狀況很容易控製不當，造成發動機在高負荷狀態下突然關閉。而停車場就在路邊很近那種高速路服務區，也別急著衝進去就停車熄火，提前預判給足滑行距離，或者等上1-2分鍾再熄火。

高速路上關掉它

而翻閱了比較主流的其他幾家采用渦輪增壓發動機的車型使用手冊，包括奧迪、大眾、福特、現代等在內，均對渦輪增壓發動機熄火前需怠速有所描述。

大眾途銳，途觀，邁騰等……說明書打臉了

奧迪Q5

國產銳界、撼路者、翼虎、福克斯

北京現代全新勝達

哈佛H9

PSA雖然在用戶手冊裏沒有關於渦輪增壓器的使用注意描述，但是微博上提到建議延遲熄火，以延長軸承壽命

博格華納渦輪增壓器日常使用注意事項，熄火前有一段3-5分鍾的低速運行時間最好

然而同為博格華納KKK渦輪用戶的奔馳、寶馬、沃爾沃、通用等，在用戶手冊裏對渦輪增壓器的注意事項就隻字未提了，也許是我看漏，麻煩各位車主驗證一下……

當然也有可能你的車具備以下高科技……（基本是不可能的）

滾珠軸承渦輪增壓器

除了傳統的浮動軸承，在性能車和售後改裝市場也很有多使用滾珠軸承的渦輪增壓器。

滾珠軸承的潤滑條件比浮動軸承輕鬆多了，因為不再需要大量的機油輸送形成穩定油膜潤滑（一般的滾珠軸承其實也有油膜，但是在十幾萬轉的渦輪裏麵可以忽略，基本靠滾珠和軸環硬懟，因此其耐久性成為最大難題），隻需要機油發揮散熱作用，所以滾珠軸承需要的機油量最多隻有浮動軸承的25%-50%，再配合獨立冷卻係統基本沒有高負荷立即停機的潤滑和熱倒流問題。

同時滾珠軸承的低速摩擦損失更低，因此響應更快，使得發動機低速扭矩得到提升，獲得更細膩的動力輸出特性，加速性能也得到提升。但是渦輪增壓器在達到額定的增壓轉速區間後，滾珠軸承和浮動軸承之間的摩擦損失差距相對發動機滿狀態的輸出已經沒有影響了，所以在彈射起步、純拚馬力全開的直線加速賽場合正好規避了低速區，滾珠軸承發揮不了優勢。

突然急加速時渦輪響應曲線，綠線為滾珠軸承，紅色為浮動軸承

而為了保持和浮動軸承一樣的高耐久性，滾珠軸承內部需要采用昂貴的特殊材料，否則壽命很短。在高昂的價格和低耐久性麵前，滾珠軸承渦輪增壓器在潤滑和低速性能提升上優勢顯得就不那麼重要了，因此其多存在於強調性能的高端車和改裝市場。

綜上，我認為現在主流的渦輪增壓發動機車型，在正常駕駛的前提下並不需要在熄火前刻意怠速。

在山路、賽道、高速公路等高負荷工況下，應盡量避免突然停機導致的供油中斷和熱回流現象（沒有獨立電子水冷係統的車型）。激烈駕駛後進行一段距離足夠長的慢速滑行足矣，也並非傻傻的原地怠速……

豐田的8AR在說明書中的特別提醒並不是因為什麼技術含量低的關係，而是在提醒用戶，這樣做可以讓你的渦輪增壓器活得更久！

雖然高負荷駕駛後馬上熄火並不會立即損壞渦輪增壓器，但是這種日積月累的磨損，加上一些發動機本身容易積碳燒機油，以及用戶可能不正規的保養和維修，總有一天會產生質變。而渦輪增壓器出保後自己花錢換可不便宜，少則幾千，多則上萬……

萬一你的8AR渦輪增壓器故障了，查明原因後是可以單個零部件更換的，別動不動被叫去換總成……

所以，如果你愛惜自己的車，希望長期持有，對於渦輪增壓車型我有如下建議——

1. 堅持使用OEM推薦的正確品牌及牌號的渦輪增壓發動機專用機油；（型號不對來路不明的機油不知道會發什麼；而粘度不對的機油無法使浮動軸承形成穩定的油膜，長期使用加速磨損）

2. 按規定間隔進行保養，不要使用來路不明的空濾和機濾；（空濾不合格會導致雜物進入進氣道，快則立即損壞壓氣機泵輪，慢則附著在泵輪表麵破壞動平衡，長期偏心振動慢性磨損；劣質機濾無法有效過濾機油中的雜質，堵塞油路或者流進渦輪增壓器後，就沒有然後了）

3. 有嚴重積碳和燒機油的發動機不要放任不管，盡快處理對發動機和渦輪都好；（渦輪也會因噴出含有機油的廢氣繼續燃燒而被積碳、被腐蝕，慢慢失去動平衡開始磨損；機油燒太快，整個發動機包括渦輪增壓器都長期處在缺油，低油壓的狀況下，冷卻惡化、磨損加劇）

4. 不要長期往冷卻液壺裏加自來水，水垢堵了冷卻水路全完蛋……

5. 如果渦輪增壓器故障，不要去野雞店維修，不要圖便宜買山寨高仿渦輪，渦輪增壓器的維修安裝調試均需要專業人士專業設備的幫助。（我開始擔憂之前從來沒有經營過渦輪增壓車型的國內豐田4S了）

其實，以上幾點基本上和一般的自然吸氣發動機沒有多大區別，渦輪增壓發動機也不是那麼難伺候的，前提隻是你要有一台健康的發動機。

最後更新：2017-10-08 04:22:41

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