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《对手》第7期 低排量增压车如何死磕
 

[XCAR 对手 原创]

编者按:话说“想服众,心胸要开阔,容得下对手才能当老大。”在汽车圈中的竞争也是如此,容不下对手,自己永远别想当老大。当然,如果没有了对手,自己一个人玩儿,那多没劲……正所谓对手足够强大,“拼杀”才有意思。不是吗?敬请关注爱卡汽车全新栏目《对手》,让我们一起畅聊汽车圈里的对手们吧。

低排量增压车如何死磕

涡轮增压发动机在国内以及欧洲大规模普及不过20年,而小排量涡轮增压车型的普及还不及5年。未来,小排量涡轮增压发动机将逐步取代目前的大排量、多气缸发动机,而混动的加入也会让小排量涡轮增压发动机登堂入室,进入到中大型豪华车甚至超级跑车的发动机舱内。为什么小排量涡轮增压发动机如此受汽车厂家的欢迎?小排量发动机真的有厂家宣传的那么好吗?与大排量、多气缸的传统发动机相比有哪些优劣?本期对手栏目将为大家展现小排量涡轮增压发动机与大排量发动机之间的对抗。

●不可逆转的低排增压趋势

到底谁是低排量涡轮增压发动机的始作俑者?我想很大一部分原因要怪欧盟。在欧美国家,没有什么事能比环保更重要了。作为能源消耗大户与城市主要污染源之一的汽车首当其冲,环保法规也给汽车带来特殊关照。先让我们看看有史以来最严格的汽车碳排放控制目标:

2014年2月25号,欧盟设定了一项当今全球最严格的汽车碳排放控制目标。根据法案内容,从2020年1月1日起,欧盟范围内所销售的95%的新车二氧化碳排放平均水平须达到每公里不超过95克,到2021年这一要求必须覆盖所有在欧盟范围销售的新车。欧盟委员会的影响评估报告显示,采用95克/公里的排放限制可为欧洲的司机们一年节省下来的汽油费用高达250亿欧元。

低排增压的战争欧盟法规倒逼车企研发更环保的动力系统

那么现实呢?据欧洲环境署公布的数据显示,菲亚特集团车辆的二氧化碳排放量在2012年为每公里117克,为全球欧洲最低水平;戴姆勒集团车辆的二氧化碳排放量在2012年为每公里143克;奥迪汽车的二氧化碳排放量在2012年为每公里133.9克。因此,我们就会看到越来越多的1.0T、1.2T发动机的出现;最后一代搭载V12发动机的奔驰S级;2.0T的捷豹XJ和沃尔沃XC90;搭载涡轮增压发动机的法拉利;搭载1.5T发动机的宝马i8等等挑战大众认知的车型和事情出现。

一汽-大众2015款高尔夫众多来自欧洲的低排增压车型都是被欧盟政策逼出来的

国内的政策法规同时也更倾向于小排量发动机,在消费税和车船使用税方面,小排量发动机更省钱,车价可以更低。从2008年9月1日起调整后乘用车消费税税目税率可以看出排气量在1.0升以下(含1.0升)的税率为 1%;排气量在1.0升以上至1.5升(含1.5升)的税率为3%;排气量在1.5升以上至2.0升(含2.0升)的税率为5%。

本田(进口)2015款本田S660本田S660是典型的日系低排增压车型

在更注重环保与资源的日本,K CAR这类的小车排量被限定为660mL,但660mL的发动机动力实在不够用,因此带有带有涡轮增压的K CAR在日本同样受欢迎。最新推出的本田S660就是个很好的例子。

新C4L售价在国内低排增压车型卖得并不便宜

可以说,是世界各国的政策法规倒逼各大汽车厂商降低发动机排量,同时拿出大笔资金去研发小排量涡轮增压发动机。而消费者可以以更低的价格和税费来享受汽车生活。事实上在国内,低排增压车型却卖得更贵。

●什么才叫小排量涡轮增压发动机?

什么才算小排量涡轮增压发动机?这个得从级别来看,福克斯为例,之前该车搭载的是1.6L和2.0L自然吸气发动机,而新款车型则搭载了1.6L、1.0T和1.5T三款发动机,其中1.0T就是小排量发动机。

上汽通用别克2015款昂科威昂科威20T也是典型的低排增压车型

福特、PSA、大众、通用旗下小排量涡轮增压发动机对比
名称

福特1.0T

EcoBoost
PSA 1.2THP 大众1.2TSI

通用1.0T ECOTEC高功版

进气形式 涡轮增压 涡轮增压 涡轮增压 涡轮增压
喷油方式 缸内直喷 缸内直喷 缸内直喷 缸内直喷
气缸数量 3缸 3缸 4缸 3缸
功率(Ps/rpm) 125/6000 136/5500 110/5000-6000 115/4300
扭矩(N·m/rpm) 170/1500-4500 230/1750-3500 200/1500-3500 166/暂未公布
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沃尔沃(进口)2015款沃尔沃XC90对不起,我们只提供2.0T发动机

同样,2.0T的捷豹XJL、2.0T的XC90也属于豪华车和中大型SUV里的小排量涡轮增压车型。目前,国内在售的小排量涡轮增压车型基本都是小型和紧凑型轿车/SUV,例如东风PSA旗下的标致408/C4L 1.2T;大众旗下的甲壳虫/高尔夫/朗逸1.2T;福特旗下的嘉年华/福克斯/翼搏1.0T;MINI ONE 1.2T;吉利帝豪1.3T等等。中型车方面,大众旗下的帕萨特/迈腾1.4T等车型。

 

●小排量发动机有哪些技术优势?

三缸、1.0L排量,在国人以往的认知当中应该都是低端、没档次的车才会采用的发动机。但现在风头一转,小排量发动机加上涡轮增压就成了高大上的产物,不过再怎么高科技,三缸发动机“抖”的弊端是无法根除的,小排量发动机动力弱的特点也不是涡轮增压就能真正解决的,下面就让我们看看几家大厂的小排量发动机有哪些优势。

福特1.0T EcoBoost发动机

多次在国际上获奖的这台福特1.0T发动机最近又再次在2015年度世界发动机评选中斩获“1.0L及以下组别最佳发动机”。目前这台1.0T三缸发动机主要用来替代福特原有的1.5L自然吸气发动机以及1.6L自然吸气发动机。相比后者来说,1.0T发动机虽然在排量以及气缸数量上都有所减少,但其功率(最大功率与1.6L发动机持平,超越1.5L发动机)和扭矩都有提升。然而对于日常使用来说,1.0T发动机燃油效率的提升才是重点。

长安福特2015款新福克斯两厢

另外,其车辆消费税相比原有的1.5L以及1.6L发动机分别降低了2%和4%。细心的你可以从排量中看到,它的实际排量其实是999mL,这也就意味着这台1.0T发动机在应用消费税法则时,被归为1.0L以下排量发动机,这个级别的消费税仅为1%。

福特1.0T EcoBoost发动机
排量(mL) 999
气缸排列形式 直列3缸
缸径×行程(mm) 71.9×82
压缩比 10:1
缸盖/缸体材料 铝合金/铸铁
特有技术 小惯量涡轮、进排气门可变正时系统、无平衡轴、缸内直喷
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其实这台发动机不仅对燃效有提升,其更小的自重对操控性也有小幅提升。1.0T发动机的自重仅有97kg,大幅降低了车辆的前轴载荷质量,使其这类小型以及紧凑型轿车拥有更好的前后配重比,从而提升转弯时的车辆动态响应。

长安福特2015款新福克斯两厢

作为一款3缸发动机,其自身的振动问题是很多人所关心的。由于三个活塞的做功过程不能像4缸或是6缸发动机那样相互抵消振动,所以三缸发动机就势必要在减振上下更多的功夫。然而令人惊讶的是,这台更加需要抑制振动的3缸发动机反倒没有配平衡轴。对此,福特的做法是,将飞轮设计为偏心式。

长安福特2015款新福克斯两厢

在燃油喷射方面,这台1.0T发动机使用了近年来常用的缸内直喷。将燃油直接喷射至缸内后,因气缸内的高温而使得燃油有更好的雾化效果,于此同时,气缸内的温度也较歧管喷射方式有所下降,从而控制了爆震。

长安福特2015款新福克斯两厢

在燃烧方面,不仅仅是缸内直喷在提升效率,与此同时,其活塞顶部的特殊设计能够让混合气得到更加充分的混合,从而达到更加充分的燃烧。

长安福特2015款新福克斯两厢

说完了燃油喷射与燃烧,我们再来看看这台1.0T发动机在配气方面有何布局。它采用福特独有的Ti-VCT进排气门可变正时系统,除了进气气门的可变正时外,其排气门的可变相位也能够让发动机在低转速区域排出更多的废气,使得涡轮增压工作效率提升。

长安福特2015款新福克斯两厢

长安福特2015款新福克斯两厢

长安福特2015款新福克斯两厢

最后再来看看涡轮增压器。这台1.0T发动机的废气涡轮增压器由盖瑞特提供,并且使用了低惯量涡轮转子。低惯量涡轮转子顾名思义,它拥有更小的推进阻力,这就使得它能够在较低的转速就可以被废气所推动,从而弱化涡轮延迟效应,拉伸扭矩平台。

长安福特2015款新福克斯两厢

发动机的小排量涡轮增压化其实是各国各地区排量税逼迫下不得已而为之的行为。不过随之而来的好处则是消费者得实惠,厂商提升技术水平。不仅排量进一步下降,就连气缸数也更少。福特的这款1.0T发动机虽然只有三个气缸,但在一系列举措下,能够达到1.6L甚至是1.8L自然吸气发动机的水平。而在更多新技术的辅助下,它的油耗也进一步的下降。

PSA 1.2THP发动机

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

这台1.2THP发动机采用直列3缸设计,200Bar高压缸内直喷技术,排量1.199L,缸径冲程为75mm×90.5mm,压缩比为9.5,使用93#(京92#)汽油即可。此外,它还继承了老大哥1.6THP的诸多优秀特性,包括全铝机身、DVVT双连续可变正时系统、加上废气旁通阀系统的轻质涡轮等。

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

如今动力系统的轻量化和紧凑化是每家厂商都非常重视的课题,即便是本身已经很紧凑的1.2THP发动机,也在这方面做了不少工作,缸体、缸盖、曲轴箱等大件都使用铝合金材质,既有良好的散热,又减轻了动力系统的总重量,而缸盖集成排气歧管等设计也最大程度的减小了整机体积。

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

三缸发动机在传统的印象中,很难做到比较平顺,尤其是低速工况下会有较为明显的抖动。为了让这台1.2T三缸发动机更为平顺,PSA的工程师做了不少针对性设计,比如降低活塞的质量(同时也有利于经济性),这样可以改变往复运动的惯性,减少因为不平衡运动造成的振动。此外,平衡轴、双质量飞轮都加入阵营,减少振动,改善发动机的NVH(噪音/振动)表现。

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

新设计的引入有时候也有新问题,比如引入平衡轴之后,齿轮传动会导致噪声,法国人对此进行了更多优化,比如优化齿轮组的齿形、间隙设计,让平衡轴齿轮尽可能接近飞轮以减少振动等等。

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

与合资品牌国产车型采用的其他小排量涡轮增压发动机相比,这台EB系列的1.2L涡轮增压发动机参数不落下风。该发动机未来会搭配爱信的第三代6AT自动变速器,整体技术表现依然值得期待。

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

东风雪铁龙2014款雪铁龙C4L

作为一款动力参数不俗的三缸发动机,仍有很多设计都是为了提升其运转平顺性和减少发动机振动的,这点非常难得。在应用了大质量惯性曲轴皮带轮、去耦式平衡轴齿轮、无声平衡轴等一系列设计后,此发动机真可谓兼顾了动力与平顺性,实际表现很让人期待。

 

●低排量涡轮增压发动机真能以小博大?

有了强大的技术支持,低排量涡轮增压发动机就能以小博大了吗?其实在欧洲市场,小排量车型一直都非常受欢迎,例如1.4L的高尔夫、1.6L的奥迪A4等车型。但更严格的排放法规出台后,低排量涡轮增压发动机的主要作用就是替代现在的1.5-2.0L自然吸气发动机。

小排量涡轮增压发动机/自然吸气发动机对比
名称

福特1.0T

EcoBoost
福特1.6L PSA 1.2THP PSA 1.8L
进气形式 涡轮增压 自然吸气 涡轮增压 自然吸气
喷油方式 缸内直喷 歧管喷射 缸内直喷 歧管喷射
气缸数量 3缸 4缸 3缸 4缸
功率(Ps/rpm) 125/6000 128/6500 136/5500 139/6300
扭矩(N·m/rpm) 170/1500-4500 159/4000 230/1750-3500 172/3500
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但厂家单方面的宣传让消费者错误的认为自然吸气发动机是落后、过时的产物,低排量涡轮增压发动机才是高大上的。不过通过上表对比可以看出,在最大功率方面,自然吸气发动机要比低排增压车型高,虽然峰值扭矩和扭矩输出区间上自然吸气发动机有一定的劣势。但低排增压发动机的涡轮迟滞、非最大扭矩转速区间时的羸弱动力、3缸发动机无法避免的抖动是低排增压发动机永远的痛。

一汽马自达2015款阿特兹马自达创驰蓝天发动机动力/经济型都要优于增压发动机

在日常驾驶方面,低排增压发动机优于排量较小的缘故,在城市中驾驶可以让消费者感受到低能耗、驾驶轻快等优势。但堵车走走停停时,还是因为排量小,因此起步阶段动力非常弱,因此驾驶感受也会大打折扣。同时在高速和山路行驶时,低排增压发动机也会感到力不从心。同时,在路况不好的情况下低排增压车型的燃油消耗并不占优,更有可能低于同级别自然吸气发动机车型。

华晨宝马2015款宝马3系即使是豪华车也不能根除低排增压发动机的弊端

看到这,很多消费者就会纳闷了,明明账面数据更好看的低排增压车怎么让我说的这么不堪?首先低排增压发动机的排量低,以大众1.2TSI发动机为例,即便是账面数据再强劲,那么在涡轮未启动前也只是台1.2L直喷发动机;高转速运转时,只要转速超过最大扭矩输出区间,发动机输出就会减弱,自然吸气发动机那种线性、柔顺的驾驶感受是低排增压发动机永远的痛。

小排量涡轮增压发动机/自然吸气车型售价对比
车型 售价区间(万) 车型 售价区间(万)
福克斯1.0T 12.88-13.98 高尔夫1.2T 15.08
福克斯1.6L 11.38-13.68 高尔夫1.6L 12.19-14.49
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另外,优于低排增压车型刚刚在国内推出,售价相比同一动力水平的1.6L-2.0L自然吸气发动机车型要贵。另外,后期维护成本上低排增压车型的费用也要比自然吸气车型高。因此现阶段,购买低排增压车型还不是件理性的事,日后低排增压车型真正取代同一动力水平自然吸气车型后,才是低排增压车型真正发力的时候。目前来看,低排增压车型高售价、高维护费用、某些情况下较差的驾驶感受还不能够让低排增压车型取代自然吸气发动机。

●低排量涡轮增压更适合谁?

说了半天,低排量涡轮增压车型更适合哪些用户?简单的来讲就是对驾驶感受要求不高,全年大部分时间在城市驾驶,对动力要求不高,追求时髦、环保的消费者购买。目前低排增压车型更适合在城市中驾驶,对于复杂路况和激烈驾驶,低排增压车型还是有些力不从心。

东风标致2015款标致408低排增压车型更适合在城市中驾驶

但对于XC90、捷豹XJL 2.0T车型而言,优于XC90全系只有2.0T发动机,那么喜欢多气缸大排量的消费者就要望而却步了。而XJL 2.0T车型更适合商务接送、租车公司和专车公司购买。

编辑点评:低排增压死磕自然吸气这场战争中,自然吸气发动机在舒适性、平顺性、动力储备、后期保养方面优于低排增压发动机。但这场战争的结局还没有开展就已有了结果,未来随着排放标准的进一步提高大排量、多气缸的自然吸气发动机会越来越少,在政策法规的强迫下,低排增压发动机最终会获得全面胜利。

奔驰(进口)2014款奔驰S级也许过不了几年V8发动机就要永远成为博物馆里的展品了

如果是我,我会选择购买一款多气缸、大排量的车型,因为这类发动机的驾驶感受能甩出三缸、四缸涡轮增压发动机好几条街。如果您还没有感受过搭载V6或是V8发动机的车型,那么就请您去感受一下,也许过不多久搭载3.0T发动机的奔驰S级就会成为全系的最高级别动力。

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