【 D-4技术简介 】
Toyota D-4，全称Direct Injection 4-Stroke，是一种专为四冲程发动机设计的缸内直喷技术。该技术自1996年诞生以来，便广泛应用于丰田的多款车型中，如第11代Corona Premio（ST210）和第五代Vista、Vista Ardeo (SV50 / 50G)等。Toyota D-4是缸内直喷技术，提升发动机响应、功率和排气清洁度，系统包括涡流喷油嘴、燃烧室、E-SCV、VVT-i和催化器。早期的D-4技术主要基于超稀薄燃烧和分层燃烧原理，旨在提升发动机的响应速度、输出功率以及排气清洁度。据资料显示，配备D-4系统的发动机在低转速时的扭矩比普通发动机高出10%。这一系统主要由高压涡流喷油嘴、唇形燃烧室、螺旋进气口、E-SCV电子节流阀、VVT-i智能可变气门正时系统以及三元催化器等部件组成。
【 第二代D-4技术与挑战 】
1999年，丰田进一步升级了D-4缸内直喷技术，推出了第二代产品。这一代技术最初应用于2JZ-FSE发动机上，其关键改进在于喷油嘴的喷雾形态。第二代改进喷油嘴喷雾形态以提升分散性，但长期使用易积碳，影响发动机性能，丰田延长保修应对。与第一代产品喷射出的锥形雾化汽油相比，第二代喷油嘴产生了扇形喷雾，这种喷雾的分散性更为出色。为了充分利用这种高分散性喷雾，丰田在活塞顶部精心设计了一个内凹造型，作为燃烧室的一部分，即唇形燃烧室。这一设计旨在更好地控制空气和燃料的混合与燃烧过程。通过唇形燃烧室，喷出的雾化燃料（最浓部分）得以保留在火花塞周围，从而确保稀薄的混合可燃气能够被火花塞有效点燃，产生足够的推力推动活塞运动。
尽管第二代D-4技术相较于第一代有所提升，但它并非无懈可击。使用该技术的1JZ-FSE和2JZ-FSE两款发动机，在长时间怠速或频繁使用特定转速区间时，进气门容易积聚碳垢，导致怠速不稳等问题的出现。丰田意识到这一点，因此将这两款发动机车型的保修期延长至9年或10万公里，以应对潜在的积碳问题。
值得注意的是，丰田作为最早将电控缸内直喷技术进行量产化的汽车制造商，早在推出第二代D-4技术之前就已发现了缸内直喷技术的潜在缺陷——积碳问题。这一问题并非由汽油质量等因素引起，而是由技术结构所决定。因此，在第二代D-4技术尚未获得全球广泛应用之际，丰田已经着手研发并推出了第三代技术。与此同时，欧洲的一些汽车制造商才开始探索缸内直喷和分层燃烧等技术的应用。
【 D-4S技术的推出与效能 】
2005年，双缸内直喷技术首次亮相，该技术融合了歧管喷射与直喷技术的优势，即2005年推出双缸内直喷技术，结合歧管喷射优势，降低爆震风险，提升性能，灵活调整空燃比。其首发搭载车型为凌志GS的2GR-FSE发动机。通过直喷油嘴（949cc/Min）和歧管喷射油嘴（298cc/Min）的协同作用，该技术有效降低了发动机爆震的风险，同时通过双喷射策略减少了进气温度，从而提升了发动机的整体性能。然而，缸内直喷发动机在追求高性能的同时，也面临着一些挑战。为了实现低转速或高负荷下的合适空燃比，发动机内部需要配备诸如特殊造型的活塞等机构。但这些精心设计的结构在高转速时可能会对发动机性能产生一定影响。
采用D-4S技术的2GR-FSE发动机则不受此限制。它通过歧管喷射油嘴的灵活运用，能够轻松调整喷油浓度。在高转速或高负荷工况下，即便进气温度和进气量发生变化，其空燃比也能维持最佳状态。这是因为歧管喷射在雾化及混合效率方面虽不及缸内直喷，但在冷启动时，缸内直喷的油气混合效果却逊于歧管喷射。
图：D-4引擎以其超稀薄燃烧技术脱颖而出，其空燃比高达50:1，远超普通引擎的理论最佳值14.7:1。这种技术使得发动机在各种工况下都能维持最佳状态，从而实现高效的燃油经济性。而D-4S技术则更为灵活，它能够根据发动机的当前需求，通过ECU智能切换歧管喷射和缸内直喷，确保发动机在任何工况下都能获得最佳的喷油量和混合效果。此外，丰田特别研发的直喷油嘴采用双扇形喷射模式，能更均匀地将雾化汽油引入气缸，进一步优化空气与汽油的混合，进而提升发动机的整体效率。
图：D-4S系统巧妙地将缸内直喷与歧管喷射相结合，通过两个喷油器的协同作用，有效弥补了缸内直喷引擎的某些不足，例如进气门背部积碳问题。同时，这一系统还能助力引擎在各个转速范围内实现更优的动力输出。
【 D-4S成本分析与其他技术对比 】
尽管D-4S系统在效率上显著优于普通的缸内直喷技术，但其使用成本也相应高出两倍。D-4S系统成本高，喷油嘴数量较多；相比之下，本田I-DSi技术采用多火花塞设计，提高燃烧效率。以四缸车为例，D-4S系统配备了8只喷油嘴，而V6车型更是达到了12只，这无疑增加了维修成本。因此，在选购车辆时，这一点值得车主们仔细考虑。本田的I-DSi技术也值得一提。同样是一台四缸车，本田却配备了8个火花塞，旨在提高燃烧效率和燃油经济性。由于本田发动机采用歧管喷射，为确保稀薄混合可燃气能被充分燃烧，双火花塞设计便应运而生。而丰田的D-4S系统则侧重于提高发动机的供油效率，力求在高效运转的同时实现节能省油。
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