原标题:天下没有白吃的午餐 小排量涡轮发动机并非既省油又强劲 | Yi家之言
作者简介:Yi,买车大师资深编辑,前汽车改装店店主,赛车迷,马力控。
在越来越严苛的环保法规下,各个厂商不得不转向研发更小排量的涡轮引擎。从厂家的宣传上来看,小排量涡轮引擎既满足排放标准,同时实现了更强劲的动力输出和更好的节油效果。看起来是一举多得的方案,事实真如此么?
回答这个问题之前,我们先了解一下自然吸气发动机是如何降低油耗的。拿往复活塞引擎的奥拓循环发动机来说,在锁定空燃比(空气和燃油的比值)的前提下,排量越小,每次做功时需要的燃油就越少。但减少排量引擎的扭矩和功率势必受到影响,而一款自然吸气的引擎想要输出更大功率,只有增加排量和提升转速这两个办法,但是这和之前省油、环保的要求相悖。
似乎给小排量引擎加装一颗涡轮便可以完美的解决油耗和动力的问题,但事实上这只能在某种特殊的引擎工况下成立,即涡轮尚未工作前。因为在涡轮介入时,引擎一般会喷射更多的燃油增加排气温度,使得涡轮能够更加顺畅的工作,这样反而会增加油耗。
那么你说,我们尽量不让涡轮介入不就可以达到省油的目的了吗?这又回到之前那个问题了,在涡轮介入前你可以把这台涡轮引擎看做是自然吸气引擎,比如1.4T的引擎在涡轮介入前就是一台1.4升自吸的动力,这样一来扭矩和功率输出又不足了。而且我们现在的小排量涡轮引擎一般涡轮起正压大概都在1000rpm出头,这也是我们日常最常用到的转速区间。所以只要不在特定速度下巡航,市区那种走走停停的道路,涡轮一定会频繁的介入这对油耗来说可不是一个好消息。从目前比较高效的混合动力车型也可以看出,小排量涡轮引擎并不是高效的动力来源。比如丰田的THS、本田的i-MMD以及通用集团的混动系统,无一例外的都选用了自然吸气引擎。
再说动力表现,确实小排量涡轮引擎的确可以在更低的转速获得更大的扭矩,但这是有代价的。那就是引擎在很早就会进入恒功输出的状态,说直白点就是中后段输出乏力。实际感受大致是在起步的时候感觉车很有劲,但接下来到了高转区反而没有后劲了。
如果换更的大涡轮,推迟涡轮起正压的转速从而解决后段动力不足的问题。这样便会带来新的问题——涡轮迟滞。我最早的体验实在保时捷911Turbo(代号996即上上代911),它的最大扭矩点在3500rpm,它的涡轮迟滞大概有一个世纪那么长并且涡轮介入时会非常突兀感觉像是被人猛踹了一脚。不过由于基础排量大所以低扭不是问题,但试想如果1.4T的引擎用这样的设定,那3500rpm之前根本没有动力,加上涡轮迟滞的问题,日常道路完全无法正常驾驶。
想要兼顾低转和高转动力输出那就要想别的办法,比如保时捷所运用的可变涡轮技术,它可以根据不同的转速调整涡轮叶片的几何角度,但价格可不是一般买菜车能够承受的。大众集团的做法是用缸内直喷和新的标定来保证低扭的,缸内直喷的好处是可以利用汽化潜热的效果来降低混合气体的温度,这样便可以不用推迟点火提前角来防止爆震的发生,从而发挥燃料最大的热效率。不过缸内直喷依然不够完美,会有低转燃油经济性不佳和气门积碳的问题,所以第三代EA888引擎增加了歧管喷射的供油方式。
不管运用什么方法,小排量涡轮引擎想要在动力、油耗、排放找到平衡点,那就必须使用更加复杂的技术,而且排量越小之前那个平衡点越难把控。复杂的技术势必带来成本的增加,比如更高强度的缸体、活塞连杆、曲轴以及复杂的燃油供给系统和进/排气装置,这些成本到头来还是摊在消费者身上。
另外面对越发严苛的废气排放法规,小排量涡轮引擎已经没有优势了。所以现在厂家开始扩大排量,比如奥迪把1.8T换成了2.0T更大排量的引擎,为的就是能够通过“真实驾驶废气排放测试。这项测试会考察车辆堵车、山路、高速行驶时引擎的排放数据,这对小排量增压发动机是非常不利的,所以在一定程度上扩大排量才能获得更好的测试结果。
写在最后
既要油耗低、动力强又想成本低,这就是个悖论。曾今小排量引擎对于厂商来说也许是个很好的一个方案,但未来厂商可能会寻求更多的解决方案。
가는 정이 있어야 오는 정이 있다.
“人心换人心,四两拨千斤。
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