1.5T的车子与2.0L的车子跑高速,如果在车重、驾驶风格差异不大的条件下,一定是1.5T涡轮增压发动机更省油。这实际上就是最近这十几年间涡轮增压发动机实现普及的原因,与市内拥堵且复杂的路况相比较,高速公路的路况单一且简单,更容易实现以相对匀速的车速行驶。
当然两个比较对象也应该建立在同时代或研发时间差异不大的基础上,如果拿10多年前的1.5T对比当今的2.0L自吸或当今的1.5T对比10多年前的2.0L自吸都是不合理的。毕竟无论增压或自吸,即便排量不变每一次技术升级也必然伴随着燃油经济性的提高。如今的2.0T对比20年前的2.0T,百公里油耗至少降低了3L左右。
涡轮增压发动机为什么会普及?
一直以来围绕涡轮增压发动机是否省油的争议一直不断,那么涡轮增压发动机到底省不省油?可以这么说在一些特定工况,涡轮增压发动机省油,而且很省。这也是它可以普及的原因,自从内燃机研发时起,提高燃油经济性就成为了核心问题。如果涡轮增压发动机更费油,那么它就没有机会登场,即便登场也会和转子发动机一同凋零。
为了让发动机省油,可以采取哪些方式?
实际上随着技术的不断发展,内燃机不断的向小型化、低排量化、轻量化、低转速化过渡,伴随着的则是不断提高的升功率。比如20世纪初的一台5.0L V8发动机所能提供的马力远不如当今的2.5L L4发动机,可见那个时代的升功率有多低。而油耗、排放的标准是不断更新的,也是越发严格的,不断降低排量的确可以解决油耗问题,但动力不足的问题则显现出来。
所以一味的降低排量终究不是正解,1.2T配在A级车上恰到好处,1.2L自吸发动机就差了点意思。同理2.0T可以配在C、D级车上,但配个2.0L自吸简直不要太肉。当然配大排量机型可以解决一部分问题,但油耗又被拉上去。所以市场中所需要的是另外一种意义上的机型,它需要具备两种特性。其一在不需要动力时,它可以是一台小排量机型;其二在需要动力时它得有爆发力。
所以在这种思维下涡轮增压发动机就产生了并实现普及,说到底内燃机小型化、低排量化是大方向,而涡轮增压仅仅是这条路中最后的一次进化,之后很可能的就是内燃机的整体凋零。涡轮增压将小排量发动机的覆盖层面做到了极致,如2.0T发动机可以直接覆盖A、B、C、D四个级别,甚至比十几年前的3.0L、4.0L自吸还要强。
排量与涡轮增压发动机的两种状态
什么是排量?可以说是气缸总容积,而确切的说排量=每个循环中所能烧掉的最大混合气量,比如2.0L自吸它每一次循环最多能烧掉2.0L的混合气。而对于涡轮增压发动机则不同,如一台2.0T发动机增压系统不起正压时,每循环最多烧掉2.0L混合气,而当其起正压时每循环可以轻松烧掉2.0L以上的混合气。
所以2.0T几乎不可能比2.0L自吸省油,因为在全程不起正压的理想条件下最多只能打个平手,而怎么可能不起正压?只要给油一定起正压(非空挡状态,空挡时拉转速压力上不来,因为旁通阀会打开),起正压时油耗就大于2.0L自吸。但现在问题是1.5TVS2.0L自吸,两者谁更省油?不起正压时1.5T=1.5L自吸,油耗低于2.0L。而起正压时1.5T油耗可能=2.0L,更可能大于2.0L,具体由增压系统的功率决定(压力)。这时所需要考虑的则是工况,或者说是路况。
高速公路与欧洲的NEDC循环
涡轮增压技术由瑞士工程师研发且申请最早的专利,之后欧系、日系、美系车企都投入过研发。上世纪80、90年代的日系车企在经济泡沫的大背景下把性能取向的涡轮增压机打造到极致,奈何好景不长。而真正把涡轮增压发动机推广至平民车型上的还是那些欧系车企,比如大众、PSA等等。为什么是欧系车企完成增压发动机的平民化?实际上还是得益于欧盟的续航规则、标准。
涡轮增压机在混合工况下的油耗其实很难去判断,各种续航标准所能模拟出来的工况也远不如日常驾驶中的实际工况复杂,比如我们日常驾驶中很可能低速蠕行、不断起步停车十几甚至二十几分钟,这些在测试中是并不存在的。可以说越是拥堵、繁杂的路况增压机越费油,在拥堵的路况上1.5T的油耗很可能比2.0L自吸还要高(具体要看实际的情况)。
而在理想工况下1.5T的油耗却低于2.0L,什么是理想工况?简单点说就是让发动机保持中间负荷以匀速运转(转速、挡位恒定,变速箱液力变矩器锁止),其实就是匀速去行驶。在拥堵的市区想时刻保持匀速行驶是不现实的,但在高速公路上确实可行的,比如开启定速巡航。即便不开启巡航模式,高速公路中行驶车速相对市区要稳定得多,这就产生了NEDC续航。
相对而言欧洲人口不多且不集中,大型城市就那么几个,人口分散就难以形成交通层面的拥堵。所以曾经欧盟弄出来个NEDC续航标准,也就是结合当地实际路况所制定出的标准,多理想状态下的偏高速匀速工况,变速工况少,蠕行工况几乎没有。而涡轮增压机在这种条件下则是最省油的,正如上文所言的那般,增压系统在匀速状态下等同于随动装置,因为车辆巡航时所需要的动力太小了。
当车子提速时可能需要上百甚至几百千瓦的功率去拉,而当车辆保持100千米匀速行驶时所需要的动力不过30kw出头。所以汽车在起步、提速阶段增压系统一定参与,而当车辆保持匀速行驶中增压系统大多时候并不参与工作,如增压系统不起正压,1.5T=1.5L自吸发动机,1.5L自吸是不是比2.0L自吸的油耗更低?
所以1.5T发动机跑高速的油耗在绝大多数情况下均比2.0L自吸要低,当然如果是驾驶者全程提速、减速不断重复,那么油耗可能会比2.0L更高。但这是极端条件,现实中这么操作的几乎没有!涡轮增压在NEDC循环下是绝对的王者(小排量T VS 大排量L),因为NEDC循环更接近于高速路况,所以高速公路增压发动机是很给力的。但NEDC循环终究已经被淘汰,而在更加严格的循环下增压省油的神话正在被打破。