文/WILL

    面对更严苛的排放标准，能在拥挤堵塞时省油，能在高速狂飙时给力，能在维护保养上省钱，能在长时间使用后仍旧可靠耐用⋯⋯在“上得了厅堂，下得了厨房”的诉求下，自然吸气和涡轮增压这两种发动机处于势均力敌的状态

    涡轮增压与自然吸气孰优孰劣？

    毫无疑问，从技术的可靠性、耐久性和使用后期的保养投入角度来说，自然吸气式发动机的平均分要略高于涡轮增压式发动机，但如果我们只看重自然吸气式发动机的技术可靠性，那么早先在市面上红的发紫的如日产的VQ系列、本田的i-VTEC等发动机就不需要更新换代了，厂家只要采用久经时代考验的老技术就高枕无忧了。

    不过整个汽车产业是在飞速发展的，消费者希望拥有具备更大马力，更省油，更有驾驶乐趣⋯⋯的发动机，所以才有了不断改进的自然吸气发动机，以及机械增压、涡轮增压乃至转子技术的出现和应用，这也是汽车业者革新的动力之一。另外，解决与日俱增的环境污染和逐渐匮乏的石化能源的命题，满足各个国家逐渐严苛的污染物排放标准，同样是当下发动机技术革新的重要动力。

    涡轮增压与自然吸气擂台比武

    发动机的动力输出可大体分成三份，一份用来驱动散热、冷却和发电系统，一份用来传递动力到轮上和齿轮等机械间的损耗，第三份则当是气缸做功排出的废气。涡轮增压的原理就是回收废气的能量，推动涡轮增压器对进气系统加压，使其在相同时间内获得比自然吸气发动机多得多的用于做工的空气，但800度的工作环境常把涡轮烫得通红，这显然对材料、保养、散热和维护等方面提出了考验。自然吸气发动机可没这么多“麻烦”事儿，成熟的技术，200~300度的工作环境显然也较涡轮增压发动机平易近人得多。

    从动力表现方面来讲，涡轮增压发动机加速表现更好。这是因为涡轮发动机有着更大的肺活量，肺活量大的人运动起来当然更有劲。涡轮增压发动机动力普遍能达到相当于其排量1.3~1.5倍左右的自然吸气发动机的水平。当涡轮发动机在达到峰值扭矩的转数后，其“后劲”会比自然吸气发动机强劲，相对来说，自然吸气发动机的后劲即使有，来得也没那么刺激。（可参见本期试车-走马栏目编辑对大众尚酷2.0TSI发动机表现的评价）。

    自然吸气发动机的动力收放更容易掌控，表现在自然吸气的车子加速会比较畅顺、加速度相对比较平均，涡轮增压发动机的车子则会呈一种渐入高峰的变化性输出。不过这种差异有缩小的倾向，有些自然吸气发动机也会有较大的力量波幅，而有些涡轮发动机的输出已经调校得相对平均。但某些时候还是能见到它们的先天特性，例如在一个较斜的坡道上倒车时，开自然吸气的车，你很容易找到一个让车子稳定、精细地发力的油门位置，而涡轮的车子，这个油门位置就比较难掌握，往往要踩一下、放一下，即涡轮车子的极低速度下的动力线性表现明显不及自然吸气，因为峰值扭矩常出现在1500转以后，所以动力从羸弱到爆发会有缺少过渡的突兀感。

    从油耗表现方面来讲，涡轮这技术本身是为榨取更多的动力而诞生的，在有限的排量限制下，获得超过其排量的动力输出是这项技术诞生的出发点。所以同排量对比，一台2.0T涡轮增压发动机，其油耗肯定高过2.0L自然吸气发动机。不过现在厂家在宣传上，将概念换成以同等动力输出而不是同等排量来比较，涡轮发动机因为排量更小，所以在涡轮不全力工作的状态下，它可能比同等动力水平的自然吸气发动机更加省油。例如，一台1.4T发动机动力水平相等于另一台2.0L自然吸气发动机，彼此都全力工作时，大家的油耗可能差不多；但当这两台发动机在60km/h等速巡航这种低负荷工作时，1.4T发动机的涡轮由于未充分介入工作，这时气缸内部实际工作排量只有1.4L，而另一台自然吸气发动机工作排量始终为2.0L，这时候1.4T涡轮增压发动机就比2.0L自然吸气的更省油了。换句话说，自然吸气发动机的油耗是比较稳定的，而涡轮增压发动机的油耗，则在于其工作状态，也就是说，涡轮增压系统工作得多，油耗就高，反之油耗就低。

    从环保的表现方面来讲，涡轮增压相比自然吸气还有一项优势，就是在排放控制方面，更容易做到降低排放，尤其是单位二氧化碳的排放量。这正是欧洲车厂都纷纷加大力度研发涡轮增压发动机的重要原因。

     涡轮增压的新趋势

    曾经风光无限的大排量发动机在欧洲越来越严格的排放法规（尤其是二氧化碳排放限值）面前不得不纷纷低头，不过欧洲的厂商们并没有犹豫太久，他们很快就拿出了新的解决方案。

    奥迪4.0TFSI发动机，这台90°夹角的4.0升V8 TFSI发动机厉害之处在于，它是第一款可变排量的涡轮增压发动机，双涡轮增压器采用了双流道设计，1467缸体使用一个涡轮，2358缸体使用一个涡轮，这样一来，当发动机关闭4个气缸时，剩下的四个气缸就变成了一台2.0升排量的V4涡轮增压发动机，可以想象一下它的进排气布局要多么复杂。在气缸停用的状态下，ECU会根据车辆负载和发动机工况使动力输出在V8状态的25%~40%之间灵活变化，换句话说就是扭矩输出可以在120牛·米~250牛·米之间变化。

    面对欧洲越来越苛刻的排放标准，具备百年造车史的奔驰也坐不住了，不再坚持大排量自然吸气或者机械增压的技术路线，推出了4.7L V8双涡轮增压发动机， 奔驰这台新的4.7L 排量V8双涡轮增压发动机采用了不少轻质材料（如镁合金部件），同时还使用了低阻力活塞、活塞环、汽缸衬套等部件，降低了运转机件的惯量和阻力，加上优化的进排气系统，让发动机的运转更为顺畅。值得一提的是奔驰新V8发动机的第三代直喷系统，结合压电式喷油嘴，它可以在毫秒级的间隔内执行多次点火，达到更佳的燃烧效率。它的百公里油耗可以达到10.5L的水平（比此前奔驰的同级发动机经济性提升了20%左右），这意味着它的每公里平均二氧化碳排放量达到了244g，在动力性得到进一步提升的同时，更好满足了欧洲的排放标准，可以说这是非常难得的。

    宝马4.4L 双涡轮增压发动机，这台S63B44发动机最早搭载于10款的X5M和X6M上，在两个涡轮以及1.2bar高增压值的设定下，输出功率达到了555Ps/6000rpm，最大扭矩为680N·m/1500~5650rpm。在推动体重达到2.3吨的X5M时，仅需不到5秒即可破100km/h。BMW为此采用双涡管技术来降低峰值扭矩时的发动机转速，同时配合Double VANOS（双可变气门正时）和Valvetronic（电子气门）技术，让发动机的动力输出更顺畅连绵，缸内直喷技术以及10:1的压缩比提升了燃油使用效率。

    综上所述

    自然吸气发动机比较可靠完善，涡轮增压发动机则在各项性能指标上有优势。目前，在更严苛的排放标准下，在拥挤堵塞时能省油，在高速狂飙时能给力，在长时间使用后仍旧耐用，在维护保养上能省钱的⋯⋯在“上得了厅堂，下得了厨房”的诉求下，的这两种发动机处于势均力敌的状态。但作为更新的技术，涡轮增压的技术前景比自然吸气要更为明朗。

《产品可靠性报告》2012年3月刊