涡轮机凭啥干掉“自吸”？
汽车在线讯：在涡轮增压发动机上一向“保守”的日系汽车厂商，一反常态地加快了“涡轮化”脚步，本田新一代思域动力主打1.5T，丰田在继2.0T发动机之后又将引入更小排量的1.2T发动机，这是否意味着，自然吸气（下称自吸）发动机真的大势已去呢？
一、 日系厂商放弃固守“自吸”
在欧美汽车生产商把动力系统迅速“涡轮化”之时，日系厂商尚在举棋不定。日本三大汽车公司（丰田、本田、日产）都认为自吸发动机在燃烧效率上大有潜力可挖，不见得非要在发动机上加挂一颗或几颗涡轮。
在日系“三大”中，丰田明确表示过，自吸发动机配合电机驱动，不但可以提供跟涡轮机一样的强劲动力，油耗还能做到很低。本田和日产靠自吸发动机加CVT变速箱这样的动力组合，在油耗控制上也表现不错，在涡轮化方面也不积极。
▲丰田靠混动技术能达到不错的燃效，对涡轮增压发动机积极性不高
另一个日系汽车厂商，特立独行的马自达，更是死咬住自吸一条路，坚持认为自然吸气发动机的效率可以比涡轮机更高。马自达坚守自吸阵营，几年如一日地挑战发动机“高压缩比”的极限。
不过，日系自吸阵营已经出现了明显的动摇，丰田、日产、本田都开始启用涡轮增压发动机，并装备在畅销车型上，未来，会有更多的涡轮机加入，向更多的车型普及。
涡轮增压发动机来势汹汹，大有扫平自吸发动机之势，这背后到底是什么原因呢？
二、 欧洲洲豪华车引领的“涡轮化”潮流
真正掌握现代汽车工业指挥棒的，不是汽车消费者，不是汽车厂商，而是各国的环保政策。
欧洲对汽车排放的限制一向严格，从1992年就推出“欧1”排放标准，此后隔几年就升级一次，欧2、欧3……一直到现在的“欧6”。真正让自然吸气发动机感到绝望的，是2009年欧盟出台的一项限制汽车CO2排放的法规，要求汽车制造商到2015年要达到平均新车CO2排放130g/km的标准，整车平均重量也要降至1372kg，超过该限额的制造商将受到处罚。
▲欧盟对汽车碳排放的严苛控制，首先把欧洲汽车制造商逼上发动机小型化之路
欧盟指挥棒一挥，欧洲的汽车厂商马上整齐划一地奏响了“涡轮”乐章。大家不约而同地认为，走发动机小型化之路，是满足环保新规的最好办法。发动机小了，动力却不能跟着小下去，好吧，那就让它“开挂”，用涡轮把动力催起来。
在过去的40多年中，宝马造出了那么多销魂的自吸发动机，从4缸到6缸到8缸到10缸，一直到象征着发动机巅峰的12缸，每一款发动机都有强劲而线性的动力，也有让人意醉神迷的声音。但宝马却毅然、果断、全面放弃了自然吸气发动机，让宝马迷们唏嘘不已。现在，所有的宝马车的发动机上都有一颗两颗或三颗涡轮增压器，无一例外——除了电动车。
▲宝马曾经造出了无数迷人的自吸发动机，现在全面“涡轮化”
奔驰发动机也全面涡轮化，只在小不点儿车smart上保留了自吸发动机；在涡轮发动机上先人一步的奥迪当然也不会落后，除了个别小众车型，比如R8，主流车型也全面由涡轮发动机当家。
而早在豪华品牌“涡轮化”之前，大众这样的欧洲“普通品牌”早早就把“涡轮增压”当作招牌新技术，向中国市场推广。
美系汽车品牌通用和福特很快就跟上了涡轮化的脚步，小有1.0T的三缸小排量涡轮发动机，大有马力超过600匹的V6双涡轮发动机。美系汽车厂商的迅速跟进，原因也很简单，因为对于汽车排放和节能的要求，不止是欧洲有，美国也有，尤其是对美系厂商相当重要的中国市场，政策明显也是“照顾”小排量汽车。
去年，丰田刚刚开始起用2.0T的涡轮增压发动机，装在了雷克萨斯NX、丰田汉兰达上。今年，丰田明显是坐不住了，雷克萨斯IS、GS和RC很快也把2.0T列入动力配置名单中，1.2T的发动机也很快要列装。
▲今年的北京车展上，丰田宣布在年内推出1.2T涡轮增压发动机
丰田这么着急，是因为汽车消费者的想法变了，在欧洲豪华车的影响下，人们普遍觉得涡轮增压发动机是一种高级货，雷克萨斯的美国市场负责人说，有的人甚至都不知道涡轮增压是干什么的，但一听到“turbo”这个词就很兴奋，觉得自己的车也需要那个玩意儿。
三、 涡轮增压发动机有多“高级”？
这一波“涡轮浪潮”的初衷跟1980年代不同，不是为了压榨发动机的马力，而是为了节能和环保。
支持“涡轮化”的发动机专家们指出了涡轮增压发动机的很多优点。首先，它缩小了发动机的体积，减轻了发动机的重量，符合“轻量化”的要求；缩小体积、减少气缸数量（比如V6发动机就可以被4缸涡轮增压发动机替代），就意味着发动机内部的机械摩擦减少，可以节省能量；涡轮增压发动机可以在很低的转速下就爆发出峰值扭矩（很多涡轮增压发动机在1500转左右就进入扭矩爆发期），低转速也意味着机械摩擦少，油耗低。
涡轮增压本身的基本好处就是这些。而涡轮增压一旦跟“缸内直喷”和“可变气门正时”之类的技术结合在一起，那更是“金风玉露一相逢，便胜却人间无数”。
通用2014年初推出一系列小排量涡轮增压发动机，从这批发动机身上，可以看到涡轮增压的一些最新技术。
▲2014年初，通用汽车推出了一系列包含涡轮增压型号在内的新型小排量发动机
比如雪佛兰迈锐宝XL用的1.5T涡轮增压发动机，在技术资料中，我们可以看到“顶置直喷”、“可变气门正时（DVVT）”、“缸盖和排气歧管一体化设计”、“可变排量机油泵”之类的描述。
直喷，是涡轮增压发动机的最佳拍档，如果没有直喷，涡轮机的功力会下降好几成。
所谓直喷，就是汽油直接喷到发动机的气缸里，而不是先喷在进气歧管内，再通过进气门进入气缸。
▲左图为进气歧管喷射，右图为缸内直喷
直接喷在气缸里，最大的好处是可以帮气缸降温，因为汽油雾化时会带走热量，这跟往地上洒水可以降温的道理差不多。给气缸降温太重要了，气缸温度高，就容易发生爆震，为避免爆震，就要降低发动机的压缩比，而压缩比一低，发动机的效率就会下降。
这段话比较绕，没点发动机基础知识的人不容易看明白。大家只要知道结果就行：燃油直喷可以提高发动机的压缩比，而提高压缩比可以提高燃烧效率。涡轮增压发动机本来就是靠涡轮压缩空气后强行送进气缸，缸内压力大、温度高，为防爆震，压缩比一般都比自然吸气发动机低不少，引入直喷后，压缩比可以提升一些。
有报道说，缸内直喷给节油率的贡献是2%~3%。
通用的这款1.5T发动机，采用的是比较独特的“顶置直喷”，把喷油嘴放在了气缸顶部的中央；而大多数缸内直喷是把喷油嘴放在气缸一侧（据说，顶置直喷的优点是可以更好的控制喷油量和雾化效果，可以提高燃烧效率）。
▲上图为顶置直喷，下图为侧置直喷
而无论是顶置直喷还是侧置直喷，比起歧管喷射来说，可以对喷油和雾化进行更精准的控制，整体来看，如果控制好喷油和雾化，给节油率的贡献可以到5%。
再看“可变气门正时（通用所谓的DVVT）”，进气门、排气门打开的时机是可以变化和控制的。这个功能对涡轮增压发动机有个额外的好处，如果延长进气门和排气门的打开时间，在进气门和排气门全打开的时候，涡轮可以把新鲜空气从进气门吹进气缸，部分空气再从排气门吹出去，这样也可以“吹走”气缸内的一些余热；在进气门和排气门都关闭时，喷油嘴再开始喷油，混合气不会泄漏。这样一来，气缸内的温度也会降低，发动机压缩比就能提高一点。
“缸盖和排气歧管一体化设计”是把排气管集成到气缸盖里，不再裸露在发动机外边，好处是减少发动机暖机时间（发动机冷启动后，温度低，汽油雾化不好，燃效比较差），还可以让发动机废气更快地驱动涡轮，减少涡轮迟滞。
“可变排量机油泵”之类的功能也是为了减少一点发动机的能量损失，不再一一赘述。
四、 “自吸”发动机不服气又如何
说了这么多涡轮增压发动机的好处，马自达其实一直是不服气的。马自达的发动机研发负责人，著名的“发动机先生”人见光夫就指出：涡轮增压发动机“模式燃效好，但实际燃效差”。这是因为增压之后，燃烧压力上升，压缩后的温度也会随之升高，容易发生异常燃烧（爆震），因此必须降低压缩比。而压缩比降低后，发动机的热效率会降低。
所谓“模式燃效好，但实际燃效差”，指的是涡轮增压发动机在油耗测试中可以占便宜，比如在欧洲进行的模拟测试中，怠速和低速工况占的比重比较大，涡轮机排量小，在这两种工况下就比大排量的自吸发动机油耗低。而一旦涡轮介入，发动机进入全力工作状态，也不见得能省油。
发动机小型化，走涡轮增压之路，还会增加一些额外的成本，它比自吸发动机多了涡轮增压器和散热用的中冷器，还必须提高活塞、连杆、曲轴等部件的强度。
不管服气不服气，从丰田和本田的反映就可以看出，自吸发动机的黄金时代已经结束了。貌似倔强的马自达，也出人意料地推出了一款2.5排量的涡轮增压发动机，搭载在了CX-9上。
▲一直宣称坚持“自吸”之路的马自达也推出了一款2.5升涡轮增压发动机
欧洲的主要汽车厂商，已经全面转向涡轮增压，再回头恐怕是难了；美系汽车厂商也已经发力，开始在不同档次的车型上普及涡轮增压；中国的汽车厂商，也把涡轮增压视为技术潮流，主流厂商手中都有涡轮增压发动机并逐步替代自吸发动机。
五、 政策、厂商、用户的“合谋”
各国的汽车排放和节能政策、汽车厂商的技术路线选择、汽车用户的心态，都把涡轮增压推到了“主流技术”的位置上来，日系汽车厂商尽管心有不甘，也无奈地加入到这个大合唱中来。
远的不说，就看看我国的政策对发动机技术路线的影响吧。上边已经说过，涡轮增压发动机在油耗和排放测试中也是有“优势”的，这个优势，在中国依然存在，而且，涡轮机在中国还有一个重大利好：汽车消费税。
消费税是在对货物普遍征收增值税的基础上，选择少数消费品再征收的一个税种，汽车就是“少数”之一。而且，消费税是一种“价内税”，具体到汽车，它不是向汽车买家征收的，而是向汽车厂商征收，这个税会包含到汽车售价中。我国的汽车消费税其实是一种按排量征收的“排量税”，排量小的车征税低、排量大的车征税高。
▲我国的汽车消费税，实际上就是“排量税”，看看这个图就知道，为什么现在中国会出现这么多的1.5T发动机
征收汽车消费税，是为了“节能减排”，但要是按排量征收，确实有不公平之处。不过，政策如此，大家也无话可说。既然按排量收税，发动机小型化就是汽车厂商降低成本的必由之路，而发动机小型化，加挂涡轮保持动力水平也是必由之路。
你看，为什么涡轮增压发动机新上了这么多1.5T的？通用有这个排量、福特有这个排量，本田新款的思域是这个排量、大众也正在研发这个排量。原因很简单，这个排量是卡着消费税定的，排量到了1.6升，消费税就要涨两个百分点。
上边提到过的雪佛兰迈锐宝XL用的1.5T发动机，最大功率125KW，最大扭矩252NM，完全可以替代2.4排量的自吸发动机，这样就可以省下6个百分点的税——对于十几二十万的车来说，这可不是个小钱。
经过汽车厂商近几年的“洗脑”，涡轮增压发动机比自然吸气发动机更“高级”的观念已经深入人心，尤其是豪华品牌汽车一致转向“涡轮化”的时候，谁还会怀疑它的技术含量和“先进性”呢？
发动机小型化，并且加上涡轮增压器“开外挂”，已是政策所向、大势所趋，尽管有很多人对自然吸气恋恋不舍，它们也终将渐行渐远。
