汽车动力谈:是小排量选择了我们,还是我们选择了小排量?

在中国,汽车动力的主流是什么样的呢?透过每个月的销量排行榜可以看到,在销售占比最多的轿车当中,1.0L~2.0L排量区间内的小排量车型是最多的,如果以一个比较宏观的角度来看,小排量发动机就是中国汽车市场的主流动力选择。

如果追根溯源地去思考,到底是小排量选择了我们?还是我们选择了小排量?这样的疑问并非故弄玄虚,毕竟市场购买行为和汽车生产行为都是人作出的决策。这里的“我们”其实是指汽车产业中所有的参与者:消费者,厂家,甚至是汽车产业规则制定者。

2.0升以下之所以被称为小排量,是因为在1.0~2.0这个区间内的汽车发动机,已经是市场环境中能够满足基本驾驶需求的最低排量区间。中国凭借强大的基建能力,已经发展出了四通八达的道路网络,在小于120km/h的速度区间内,基本囊括了一台发动机大多数的运转工况,并且道路也都基本以城市道路、高速公路为主。在这样的情况下,小排量车型的动力性和燃油经济性都比较理想,并且当发动机制造成本转嫁在车价里,也让大多数有用车需求的消费者可以负担。至此可以得出结论1:是主流消费者的用车需求和购车能力引发了小排量的流行。

另一方面,汽车生产厂家和汽车产业规则制定者之间的关系也决定了小排量的流行。能源消耗和污染排放一直是一个全球性的议题,也是产业规则制定者主要的责任所在,所以对于制订好的排放法规和油耗法规,生产厂家们也是有义务去执行的。不过在主流消费者对动力普遍有一些期待的当下(比如希望起步/中段加速快),汽车生产厂家想要取得进步就需要不断地去革新小排量发动机,优化燃烧效率,以求在满足最新产业规则和消费者需求之间达到一个完美的平衡关系。所以结论2便是:消费者和汽车产业规则制定者的共同需求令小排量发动机在市场中占据主流,并且正在不断被厂家改进。

最近这几年“小型化”和“涡轮化”的小排量发动机可以说站在了汽车动力发展的舞台中心了,尤其是排量普遍在1.5L以下的涡轮增压三缸发动机,已经连续多年占据了国际发动机大奖榜单中半壁江山。

宝马1.5T+电机、福特1.0T和PSA 1.2T发动机已经蝉联多年得奖。宝马i8,一款标榜自己混动小超跑的车型,竟然也用上了B38这样的三缸涡轮增压发动机。并且除了国外屡获殊荣这这三款动力总成都无一例外地采用了三缸之外,放眼国内,像通用旗下的别克品牌目前也在普及其三缸发动机产品线,而本田近年来也逐渐在为其A0与A级车上普及三缸发动机。那么三缸发动机到底有什么优势?关于小排量选择的两个结论在这类发动机身上是否同样适用?

就以通用别克三缸发动机为例,目前在阅朗、英朗、GL6等车型上搭载的这套三缸动力总成属于第二代产品,此前的第一代产品是搭载于欧宝车型上的三缸涡轮增压发动机。目前这套发动机为应对不同用户对于动力方面的需求,具备1.0T和1.3T两个排量等级,二者在在技术方面也都处现阶段三缸发动机的主流先进技术水平。其应用的最优的单缸燃烧室设计理念可以实现最优的缸内气流组织,采用最优的燃烧控制策略精确实现最佳时刻的喷油、点火、燃烧管理,同时也因为采用了三缸结构而降低了摩擦损失和热量损失,最终实现油耗和排放进步的同时,也具备更好的动力性能。在小排量选择论下,这样的特质就完美契合了三方的需求和要求。

不过三缸机的振动问题还是存在的,就需要从振动源和传递路径两方面入手,而平衡轴的加入其实正是为了减缓发动机本体的振动问题。平衡轴的原理其实并不复杂,它本质上就是一个可以与曲轴并联转动的旋转配重块,用以抵消1阶振动所带来的发动机本体振动问题,而这一做法实际上也是很多三缸涡轮增压发动机解决振动的主要办法之一。除此之外,诸如龙门架、密封垫和隔音材质等方面的优化也是优化三缸发动机NVH特性的解决方式。

(除此之外,在传递路径方面,发动机支承(也就是我们俗称的机脚)上的优化也是为了减少发动机振动传递到驾驶舱的关键。)

除了发动机本体方面的优化之外,在振动路径传递方面也需要格外注意。我们都知道,发动机并不是凭空架在车身上,而是通过发动机支承实现的。在这当中,其衬套形式的好坏便成为发动机振动传递车身以及乘员舱的关键,毕竟振动想要传递到车内,就一定是通过这几个点作为传递路径。一套好的衬套可以让发动机抖得再厉害,也只能传递很少一部分到乘员舱当中。很多厂商甚至于认为优化发动机支承的衬套设计要比优化发动机本体来的更见效一些。

(从这一角度来看,似乎不能再用“水杯测试法”去判断三缸发动机究竟抖不抖了,因为即便再抖的三缸发动机,只要振动尽可能少地传递到驾驶舱,那么它甚至于可以做到优于目前四缸机的水平。)

而以上两种方法,就目前的实际体验来看足以完全打消你对三缸发动机抖动问题的疑虑,并且从1.0T福克斯和1.3T GL6的实际驾驶体验来看,得益于小惯量涡轮技术上的成熟,目前这些三缸涡轮增压发动机似乎在动力上根本不是短板,在城市里代步游刃有余,而更小惯量的涡轮也几乎让你感受不到迟滞问题。当然客观来说,这样的发动机在高转速区间的扭矩下降较快,也就是后劲确实略显乏力,但若纯粹是城市代步用途的话,已经是完全够用了。除了涡轮在动力上的补充之外,其实很多厂商目前也在为三缸涡轮增压发动机匹配混动系统,诸如48V启停电机、P2、P3变速箱辅助驱动电机在内的各项技术都可以为其补充动力。这也许就是未来小排量选择论下非常具有潜力内燃机发展方向。

 

总结:

小排量发动机选择论其实也适用于其他消费市场。就比如是数码界的笔记本电脑,低压处理器的出现降低了耗电量,在提供不错计算能力的同时也让笔记本更加轻薄便携,是以所有市场参与者的需求为导向的技术革新。

低油耗/排放的同时兼具高燃效和强劲动力,现在的小排量三缸涡轮增压发动机不仅是最新的,也是会逐渐成为主流汽车动力选择。就像是达尔文的自然选择理论一样,小排量选择论已经成为了汽车产业发动机技术进化的源动力。








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