文/WILL

    面對更嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)，能在擁擠堵塞時(shí)省油，能在高速狂飆時(shí)給力，能在維護(hù)保養(yǎng)上省錢，能在長時(shí)間使用后仍舊可靠耐用??在“上得了廳堂，下得了廚房”的訴求下，自然吸氣和渦輪增壓這兩種發(fā)動機(jī)處于勢均力敵的狀態(tài)

    渦輪增壓與自然吸氣孰優(yōu)孰劣？

    毫無疑問，從技術(shù)的可靠性、耐久性和使用后期的保養(yǎng)投入角度來說，自然吸氣式發(fā)動機(jī)的平均分要略高于渦輪增壓式發(fā)動機(jī)，但如果我們只看重自然吸氣式發(fā)動機(jī)的技術(shù)可靠性，那么早先在市面上紅的發(fā)紫的如日產(chǎn)的VQ系列、本田的i-VTEC等發(fā)動機(jī)就不需要更新?lián)Q代了，廠家只要采用久經(jīng)時(shí)代考驗(yàn)的老技術(shù)就高枕無憂了。

    不過整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)是在飛速發(fā)展的，消費(fèi)者希望擁有具備更大馬力，更省油，更有駕駛樂趣??的發(fā)動機(jī)，所以才有了不斷改進(jìn)的自然吸氣發(fā)動機(jī)，以及機(jī)械增壓、渦輪增壓乃至轉(zhuǎn)子技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，這也是汽車業(yè)者革新的動力之一。另外，解決與日俱增的環(huán)境污染和逐漸匱乏的石化能源的命題，滿足各個(gè)國家逐漸嚴(yán)苛的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，同樣是當(dāng)下發(fā)動機(jī)技術(shù)革新的重要動力。

    渦輪增壓與自然吸氣擂臺比武

    發(fā)動機(jī)的動力輸出可大體分成三份，一份用來驅(qū)動散熱、冷卻和發(fā)電系統(tǒng)，一份用來傳遞動力到輪上和齒輪等機(jī)械間的損耗，第三份則當(dāng)是氣缸做功排出的廢氣。渦輪增壓的原理就是回收廢氣的能量，推動渦輪增壓器對進(jìn)氣系統(tǒng)加壓，使其在相同時(shí)間內(nèi)獲得比自然吸氣發(fā)動機(jī)多得多的用于做工的空氣，但800度的工作環(huán)境常把渦輪燙得通紅，這顯然對材料、保養(yǎng)、散熱和維護(hù)等方面提出了考驗(yàn)。自然吸氣發(fā)動機(jī)可沒這么多“麻煩”事兒，成熟的技術(shù)，200~300度的工作環(huán)境顯然也較渦輪增壓發(fā)動機(jī)平易近人得多。

    從動力表現(xiàn)方面來講，渦輪增壓發(fā)動機(jī)加速表現(xiàn)更好。這是因?yàn)闇u輪發(fā)動機(jī)有著更大的肺活量，肺活量大的人運(yùn)動起來當(dāng)然更有勁。渦輪增壓發(fā)動機(jī)動力普遍能達(dá)到相當(dāng)于其排量1.3~1.5倍左右的自然吸氣發(fā)動機(jī)的水平。當(dāng)渦輪發(fā)動機(jī)在達(dá)到峰值扭矩的轉(zhuǎn)數(shù)后，其“后勁”會比自然吸氣發(fā)動機(jī)強(qiáng)勁，相對來說，自然吸氣發(fā)動機(jī)的后勁即使有，來得也沒那么刺激。（可參見本期試車-走馬欄目編輯對大眾尚酷2.0TSI發(fā)動機(jī)表現(xiàn)的評價(jià)）。

    自然吸氣發(fā)動機(jī)的動力收放更容易掌控，表現(xiàn)在自然吸氣的車子加速會比較暢順、加速度相對比較平均，渦輪增壓發(fā)動機(jī)的車子則會呈一種漸入高峰的變化性輸出。不過這種差異有縮小的傾向，有些自然吸氣發(fā)動機(jī)也會有較大的力量波幅，而有些渦輪發(fā)動機(jī)的輸出已經(jīng)調(diào)校得相對平均。但某些時(shí)候還是能見到它們的先天特性，例如在一個(gè)較斜的坡道上倒車時(shí)，開自然吸氣的車，你很容易找到一個(gè)讓車子穩(wěn)定、精細(xì)地發(fā)力的油門位置，而渦輪的車子，這個(gè)油門位置就比較難掌握，往往要踩一下、放一下，即渦輪車子的極低速度下的動力線性表現(xiàn)明顯不及自然吸氣，因?yàn)榉逯蹬ぞ爻３霈F(xiàn)在1500轉(zhuǎn)以后，所以動力從羸弱到爆發(fā)會有缺少過渡的突兀感。

    從油耗表現(xiàn)方面來講，渦輪這技術(shù)本身是為榨取更多的動力而誕生的，在有限的排量限制下，獲得超過其排量的動力輸出是這項(xiàng)技術(shù)誕生的出發(fā)點(diǎn)。所以同排量對比，一臺2.0T渦輪增壓發(fā)動機(jī)，其油耗肯定高過2.0L自然吸氣發(fā)動機(jī)。不過現(xiàn)在廠家在宣傳上，將概念換成以同等動力輸出而不是同等排量來比較，渦輪發(fā)動機(jī)因?yàn)榕帕扛?，所以在渦輪不全力工作的狀態(tài)下，它可能比同等動力水平的自然吸氣發(fā)動機(jī)更加省油。例如，一臺1.4T發(fā)動機(jī)動力水平相等于另一臺2.0L自然吸氣發(fā)動機(jī)，彼此都全力工作時(shí)，大家的油耗可能差不多；但當(dāng)這兩臺發(fā)動機(jī)在60km/h等速巡航這種低負(fù)荷工作時(shí)，1.4T發(fā)動機(jī)的渦輪由于未充分介入工作，這時(shí)氣缸內(nèi)部實(shí)際工作排量只有1.4L，而另一臺自然吸氣發(fā)動機(jī)工作排量始終為2.0L，這時(shí)候1.4T渦輪增壓發(fā)動機(jī)就比2.0L自然吸氣的更省油了。換句話說，自然吸氣發(fā)動機(jī)的油耗是比較穩(wěn)定的，而渦輪增壓發(fā)動機(jī)的油耗，則在于其工作狀態(tài)，也就是說，渦輪增壓系統(tǒng)工作得多，油耗就高，反之油耗就低。

    從環(huán)保的表現(xiàn)方面來講，渦輪增壓相比自然吸氣還有一項(xiàng)優(yōu)勢，就是在排放控制方面，更容易做到降低排放，尤其是單位二氧化碳的排放量。這正是歐洲車廠都紛紛加大力度研發(fā)渦輪增壓發(fā)動機(jī)的重要原因。

     渦輪增壓的新趨勢

    曾經(jīng)風(fēng)光無限的大排量發(fā)動機(jī)在歐洲越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)（尤其是二氧化碳排放限值）面前不得不紛紛低頭，不過歐洲的廠商們并沒有猶豫太久，他們很快就拿出了新的解決方案。

    奧迪4.0TFSI發(fā)動機(jī)，這臺90°夾角的4.0升V8 TFSI發(fā)動機(jī)厲害之處在于，它是第一款可變排量的渦輪增壓發(fā)動機(jī)，雙渦輪增壓器采用了雙流道設(shè)計(jì)，1467缸體使用一個(gè)渦輪，2358缸體使用一個(gè)渦輪，這樣一來，當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉4個(gè)氣缸時(shí)，剩下的四個(gè)氣缸就變成了一臺2.0升排量的V4渦輪增壓發(fā)動機(jī)，可以想象一下它的進(jìn)排氣布局要多么復(fù)雜。在氣缸停用的狀態(tài)下，ECU會根據(jù)車輛負(fù)載和發(fā)動機(jī)工況使動力輸出在V8狀態(tài)的25%~40%之間靈活變化，換句話說就是扭矩輸出可以在120?！っ讆250牛·米之間變化。

    面對歐洲越來越苛刻的排放標(biāo)準(zhǔn)，具備百年造車史的奔馳也坐不住了，不再堅(jiān)持大排量自然吸氣或者機(jī)械增壓的技術(shù)路線，推出了4.7L V8雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)， 奔馳這臺新的4.7L 排量V8雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)采用了不少輕質(zhì)材料（如鎂合金部件），同時(shí)還使用了低阻力活塞、活塞環(huán)、汽缸襯套等部件，降低了運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件的慣量和阻力，加上優(yōu)化的進(jìn)排氣系統(tǒng)，讓發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)更為順暢。值得一提的是奔馳新V8發(fā)動機(jī)的第三代直噴系統(tǒng)，結(jié)合壓電式噴油嘴，它可以在毫秒級的間隔內(nèi)執(zhí)行多次點(diǎn)火，達(dá)到更佳的燃燒效率。它的百公里油耗可以達(dá)到10.5L的水平（比此前奔馳的同級發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性提升了20%左右），這意味著它的每公里平均二氧化碳排放量達(dá)到了244g，在動力性得到進(jìn)一步提升的同時(shí)，更好滿足了歐洲的排放標(biāo)準(zhǔn)，可以說這是非常難得的。

    寶馬4.4L 雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)，這臺S63B44發(fā)動機(jī)最早搭載于10款的X5M和X6M上，在兩個(gè)渦輪以及1.2bar高增壓值的設(shè)定下，輸出功率達(dá)到了555Ps/6000rpm，最大扭矩為680N·m/1500~5650rpm。在推動體重達(dá)到2.3噸的X5M時(shí)，僅需不到5秒即可破100km/h。BMW為此采用雙渦管技術(shù)來降低峰值扭矩時(shí)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，同時(shí)配合Double VANOS（雙可變氣門正時(shí)）和Valvetronic（電子氣門）技術(shù)，讓發(fā)動機(jī)的動力輸出更順暢連綿，缸內(nèi)直噴技術(shù)以及10:1的壓縮比提升了燃油使用效率。

    綜上所述

    自然吸氣發(fā)動機(jī)比較可靠完善，渦輪增壓發(fā)動機(jī)則在各項(xiàng)性能指標(biāo)上有優(yōu)勢。目前，在更嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)下，在擁擠堵塞時(shí)能省油，在高速狂飆時(shí)能給力，在長時(shí)間使用后仍舊耐用，在維護(hù)保養(yǎng)上能省錢的??在“上得了廳堂，下得了廚房”的訴求下，的這兩種發(fā)動機(jī)處于勢均力敵的狀態(tài)。但作為更新的技術(shù)，渦輪增壓的技術(shù)前景比自然吸氣要更為明朗。

《產(chǎn)品可靠性報(bào)告》2012年3月刊