渦輪增壓的數(shù)字游戲：排量越小越節(jié)能嗎？

今年2月美國《消費者報告》發(fā)布一篇文章，提出了一個讓很多力推渦輪增壓技術(shù)的廠商感到相當尷尬的觀點：小排量渦輪增壓發(fā)動機在實際使用中并沒有宣稱的那么節(jié)能。過去幾年中，不少汽車廠商不斷通過廣告和宣傳向人們植入一個概念：小排量渦輪增壓發(fā)動機，小排量，高動力，低油耗。證明低油耗的方式往往是引用相當寬松的歐盟油耗測試數(shù)據(jù)，然而隨著部分小排量渦輪增壓發(fā)動機被引入美國市場，更加務(wù)實的EPA油耗測試和用事實說話的《消費者報告》向大家揭示出小排量渦輪增壓發(fā)動機的真實性能。

圖1：福特將其渦輪增壓發(fā)動機命名為Ecoboost，暗含低油耗，高動力之意，然而實際表現(xiàn)真如所愿嗎？

測試揭示渦輪增壓與自然吸氣發(fā)動機的性能差異

《消費者報告》發(fā)表的文章“small turbo engines don't deliver on fuel economy claims”，在新車評的網(wǎng)站里也曾有過簡單而又有些斷章取義的翻譯《小排量渦輪省油“騙局”》（/Edit/998/1.htm） ，因而引起網(wǎng)友的熱議，不少人認為《消費者報告》對比了不同車型，不同變速器形式的測試油耗因而顯得不公平。感謝福特“一個福特”的理念，并且在新一代蒙迪歐上應(yīng)用了其在渦輪增壓，自然吸氣以及混合動力方面最新的動力總成，也讓我們排除其他因素，獲得一個非常公平理想的對比平臺。

下面我將引用EPA油耗測試數(shù)據(jù)和《消費者報告》測試的0-96km/h加速時間來對比代表渦輪增壓，自然吸氣以及混合動力三種動力形式的新蒙迪歐（均為同標準，同實驗條件，可橫向?qū)Ρ鹊臏y試數(shù)據(jù)），從這些測試數(shù)據(jù)當中，我們可以找到一些相當有意思的結(jié)論。

表1：新蒙迪歐渦輪增壓，自然吸氣，混動三種動力形式性能對比

注：油耗比CO2排放是直接掛鉤的，每燃燒1升普通汽油所排出的二氧化碳為2381克

需要指出的是，與裝載在新蒙迪歐上的1.6T和2.5這兩款發(fā)動機匹配的是同一類型，同一型號的六速自動變速器（6F35），甚至每個檔位的變速比和主減速比也都一樣。如果以2.5自然吸氣為標桿兩兩對比，依靠渦輪增壓使得排量縮小近40%，動力水平又幾乎一致的情況下，1.6T車型與2.5車型綜合油耗也在同一水平，略低0.6升/百公里。然而依靠混合動力使得排量縮小20%，動力高于近10%，2.0混動車型的綜合油耗卻只有2.5排量車型的55%，相當于降低近一半的油耗。

圖2：如果福特打算用1.6T渦輪增壓來應(yīng)對未來美國CAFE新標顯然是不現(xiàn)實的，混動才是福特信心的來源。

毫無疑問，小排量渦輪增壓發(fā)動機可以達到比它更大排量的自然吸氣發(fā)動機的動力水平，但是卻不能顯著降低油耗與排放。正如《消費者報告》所指出的，渦輪增壓發(fā)動機主要通過額外強制增加進氣量來提升功率，不過發(fā)動機通常需要在特定的空氣燃油比下工作，當額外的空氣進入發(fā)動機，為保持空燃比，發(fā)動機同樣需要更多的燃油引入氣缸當。如果福特打算用1.6T渦輪增壓發(fā)動機來應(yīng)對未來美國CAFE新標顯然是不現(xiàn)實的，混動才是福特信心的來源。這也是為什么美國政府2011年發(fā)布企業(yè)燃油經(jīng)濟標準CAFE（Corporate Average Fuel Economy）,反對聲最多的不是來自美國車企，而是以大眾，寶馬和奔馳為代表的歐洲車企，可見他們對渦輪增壓和柴油機的潛力心知肚明。

小排量渦輪增壓車能取代自然吸氣車嗎？

前面用新蒙迪歐作為平臺來對比，是在拋開變速器形式，不同廠家的技術(shù)水平等因素的情況下對比小排量渦輪增壓，自然吸氣以及混合動力三者在動力，油耗以及排放的性能差異。然而影響動力，油耗，排放這三者的性能并不單單是動力形式而已。汽車是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，從整體上分析同級車型更具參考價值。

下面順便回答一下：jinseng兄提出的“日系為何不玩小排量渦輪”問題，簡單的回答是“沒有必要”，詳細解釋請看表2和下文。

表2：渦輪增壓車與自然吸氣車性能參數(shù)橫向?qū)Ρ?/p>

小排量渦輪增壓車的代表還是前面所選的1.6T新蒙迪歐，大排量自然吸氣車的代表是大家非常熟知的雅閣，天籟，凱美瑞和帕薩特，這些車型作為各大廠商的主力中級車型在北美銷售同時也在中國銷售，不過表中的新雅閣目前還未在國內(nèi)上市，帕薩特雖與上海大眾新帕薩特一樣，但是在北美市場搭載的是2.5升自然吸氣發(fā)動機。另外，雅閣，天籟和凱美瑞的自然吸氣發(fā)動機采用的是最新型號，而帕薩特的自然吸氣發(fā)動機顯然有些過時，不過這正好代表兩個時代的自然吸氣發(fā)動機的技術(shù)水平。

在對比前，先回應(yīng)jinseng兄的一個誤讀:"缸內(nèi)直噴在北美是玩不轉(zhuǎn)的，因為北美的油品不行"，北美目前執(zhí)行的燃油標準中的含硫量小于30ppm，屬于低含硫燃油，的確低于與歐洲，日本，韓國近些年來開始執(zhí)行的含硫量小于10ppm的燃油標準（超低含硫燃油），但是也還是低含硫燃油，與國內(nèi)國三燃油含硫量小于150ppm存在本質(zhì)的區(qū)別。另外，作為全球排放標準最嚴格的加州是個例外，加州早已開始執(zhí)行超低含硫燃油標準（即含硫量小于10ppm），超低含硫燃油普及到北美全境的時間是2017年。值得一提的是，北京也是一個例外，目前北京特供的國V燃油也是超低含硫燃油（即含硫量小于10ppm）。

圖3：本田EDT不僅僅是全新發(fā)動機，還包含新一代CVT變速器，電動和混動系統(tǒng)

事實上，北美市場上銷售的不少發(fā)動機都有缸內(nèi)直噴技術(shù)，例如大眾TSI和FSI系列，福特Ecoboost系列，馬自達Sky-active系列，本田EARTH DREAMS系列等等。表2中的福特1.6T和本田2.4發(fā)動機都是缸內(nèi)直噴發(fā)動機。不僅如此，與大眾TSI和FSI不同的是，這兩款發(fā)動機原廠推薦使用87號普通汽油（相當于國內(nèi)92號汽油），還不用細糧伺候。

圖4：缸內(nèi)直噴并不僅僅只能用在渦輪增壓發(fā)動機中，自然吸氣發(fā)動機同樣可以使用，甚至連阿特金森循環(huán)的混動車上同樣可以使用缸內(nèi)直噴。

回到車本身上來，通過對比可以看出，雅閣，天籟，凱美瑞的油耗和排放不僅低于新蒙迪歐的1.6T，發(fā)動機輸出功率和0-96km/h實測加速時間也都優(yōu)于后者。其中新雅閣和新天籟這兩款匹配CVT變速器的全新?lián)Q代車型，在動力，油耗和排放均優(yōu)于搭載六速自動變速器的同級車型，可見提升整車性能不僅僅需要改進發(fā)動機，更有效率的傳動系統(tǒng)也會起到明顯的積極作用。相比之下，北美市場上的帕薩特完全就是自然吸氣車的反面教材，盡管倒數(shù)第二輕的車身重量并不算累贅，但是加速最慢，油耗最高，的確可以把原因歸結(jié)為這款陳舊的2.5自然吸氣發(fā)動機拖了后腿。

圖5：美國EPA油耗測試的官方網(wǎng)站上，小排量渦輪增壓車在一眾自然吸氣車當中并沒有鶴立雞群。

通過表2的橫向?qū)Ρ瓤梢钥吹剑涸谄囘@個整體的系統(tǒng)下，自然吸氣發(fā)動機，傳動系統(tǒng)，車身輕量化等等方面可以發(fā)揮的空間很大，小排量渦輪增壓車未必是新一代自然吸氣車的對手，更不要說能夠具備替代的潛力。這也是為什么前面簡單回答“沒有必要”的真正原因。

小排量渦輪增壓發(fā)動機的真正動機：歐盟油耗測試和畸形的排量稅

“排量降了，動力，油耗在實際使用中差異卻不明顯”，當這樣的現(xiàn)實擺在各位的面前，肯定會問為什么不少廠商還要力推呢？我認為有這么幾個原因：

1. 減小發(fā)動機體積，減輕重量：你能想象一臺驅(qū)動?？怂沟陌l(fā)動機的缸體可以用手提行李箱隨身攜帶登機嗎？而美國運輸安全局告訴你可以這么做。雖然是作秀，但是去年洛杉磯車展時展出的一臺福特1.0T三缸發(fā)動機缸體，的確是從底特律通過民航客機隨身攜帶的方式帶到洛杉磯的。

圖6：可以裝在隨身行李帶上飛機的福特1.0T三缸發(fā)動機缸體。

2. 小型化有利于降低制造成本，尤其是V6和V8發(fā)動機：越來越多的新車上市開始取消V6和V8發(fā)動機的選項，因為這些外觀霸氣的V型發(fā)動機相比直四發(fā)動機不僅更重，同時成本更高。但是大排量V6發(fā)動機線性的油門響應(yīng)，充足的動力儲備和順暢的高級感還是非常令人懷念的。

圖7：動力總成的小型化和電動化將導(dǎo)致V6和V8發(fā)動機在今后越來越少

3. 升功率的宣傳噱頭：各位還記得從什么時候被灌輸“升功率”這個概念嗎？“最大功率除以排量，升功率越高說明發(fā)動機技術(shù)越先進”，是不是現(xiàn)在才對這些“話術(shù)”有些新的領(lǐng)悟？當然，用話術(shù)而不是技術(shù)來提升渦輪增壓的形象和心理暗示是中國特色，國外這種話術(shù)并不常見。

4. 針對寬松的歐盟油耗測試：前面這三點還僅僅是小原因，針對歐盟油耗測試和畸形的排量稅才是真的的動力所在。關(guān)于美國EPA油耗測試和歐盟ECE油耗測試的差異，之前已經(jīng)談過很多，這里不再贅述。通過下表大家可以對比在美國市場和歐洲市場的帕薩特CC，2.0T以及3.6 V6（分別代表TSI和FSI）在不同油耗測試中的測試結(jié)果可見一斑（綠色色塊為EPA測試結(jié)果，藍色色塊為ECE測試結(jié)果）。顯然，渦輪增壓車在歐盟油耗測試中更容易做出漂亮的測試結(jié)果，從而在以二氧化碳排放為標準的使用稅環(huán)節(jié)少征稅（雖然在EPA油耗測試里還是要現(xiàn)原形的）。

表3：美版與歐版帕薩特CC 3.6與2.0T油耗測試結(jié)果對比

表4：測試結(jié)果差異更為明顯的寶馬 328 2.0T發(fā)動機

5. 畸形的排量稅：以排量征稅的腦殘政策是小排量渦輪增壓發(fā)動機在過去幾年被力推的主要動機，不過這一漏洞在歐洲正在被改變。很遺憾，這個世界上以排量征稅的國家不只有中國，歐洲的一些國家也是這么做的，甚至可以說連以排量征稅的腦殘政策，我們也是照搬歐洲某些國家的。歐洲一些國家在征收車輛使用稅（相當于國內(nèi)的車船稅）時，在過去很長的時間中以排量征稅的，然而近些年，不少國家終于回過神，開始用更科學(xué)的標準收稅，即二氧化碳排放量，例如德國從2009年才開始放棄排量為標準，改為以二氧化碳排放量征收使用稅。

下面我們以3.5排量的天籟和2.0T排量的帕薩特CC對比一下以排量收稅和以排放收稅的差異。

愛爾蘭目前仍然以排量收取車輛使用稅，按照其標準：3.5升排量的天籟每年的車輛使用稅為1279歐元，而2.0T帕薩特CC的使用稅為513歐元，差異高達60%。然而諷刺的是，兩款車在EPA測試中的二氧化碳排放量同為219g/km。顯然渦輪增壓車鉆了腦殘政策的空子，偷逃了60%的稅費。

表5：3.5排量的新天籟與帕薩特CC 2.0T油耗測試結(jié)果與車輛使用稅對比

圖8：愛爾蘭車輛使用稅按排量征收價目表

當然如果有其他征稅的途徑，以排量征稅還是非常有利可圖的，例如我國進口車的消費稅，3.0-4.0排量加收25%消費稅，4.0升排量以上加收40%消費稅。加稅的理由也相當冠冕堂皇，“調(diào)整汽車消費稅政策，旨在抑制大排量汽車的生產(chǎn)和消費，鼓勵小排量汽車的生產(chǎn)和消費，有利于降低汽柴油消耗、減少空氣污染，促進國家節(jié)能減排工作目標的實現(xiàn)。”有意思的是，與車船使用稅一樣，既然目的是節(jié)能減排，放著精確的二氧化碳排放量可以做參考，為什么又要搞模模糊糊的排量一刀切呢？當然這可能是坐奧迪上下班的公務(wù)員理解不了的“專業(yè)知識”，還需對科學(xué)發(fā)展觀進行深入學(xué)習(xí)才行。

總結(jié)：節(jié)能減排的共識是電動化

不論人們相信與否，事實上地球上的石油資源并不會很快的消耗殆盡，但是在全球范圍內(nèi)從石油能源向其他能源形式的逐漸過渡必然會在不遠的將來發(fā)生。“石器時代并不是因為沒有石頭而結(jié)束” （The Stone Age did not end due to a lack of stones），正如這句諺語所暗含的道理一樣：科技必然將會推動人類社會的進步。從蒸汽機車到內(nèi)燃機車再到電力機車的演變已經(jīng)預(yù)示了未來汽車的發(fā)展方向，從石油能源到新能源的過渡并不是因為石油枯竭，而是因為在很大程度上人們有了更好更廉價的替代選擇，而混合動力是電動化過程中關(guān)鍵的一環(huán)。

jinseng兄說“日本人玩混合動力，歐洲人玩清潔柴油技術(shù)+缸內(nèi)直噴+渦輪增壓，只是技術(shù)路線的不同”，其實歐洲人可真沒這么想，也不可能如此目光短淺，因為他們早就做好電動化的技術(shù)路線，混動，插電混動，純電動，燃料電池，并且正在一步步的實施。從2005年開始，我們看到的是歐洲汽車制造商的老總們信心滿滿得在車展上高舉“清潔柴油”，“渦輪增壓”的旗號推銷著汽柴油常規(guī)動力車，紛紛質(zhì)疑著混合動力和電動車的前景。然而這才幾年過去，歐洲廠商亮出混合動力和純電動產(chǎn)品時卻顯得非常從容。“賣什么吆喝什么”，這是基本的作秀原則，這些大佬們很清楚自己應(yīng)該在不同階段說什么做什么。你被迷惑了，說明他們忽悠成功了。

圖9：歐洲廠商早就做好電動化的技術(shù)路線，混動，插電混動，純電動，燃料電池，并且正在一步步的實施。渦輪增壓發(fā)動機只是“優(yōu)化內(nèi)燃機技術(shù)”階段的緩兵之計。圖為奔馳新動力系統(tǒng)PPT的截圖。

2007年德國法蘭克福車展上，梅賽德斯－奔馳的CEO蔡澈博士曾自豪地說：“我們的柴油車已經(jīng)和汽油車一樣好——在排放上甚至更好！”，然而一年之后，奔馳推出了奔馳首款量產(chǎn)混合動力車型，奔馳S 400 Blue HYBRID。:奔馳公布了Blue EFFICIENCY（藍色效能）環(huán)保戰(zhàn)略，勾畫了從優(yōu)化內(nèi)燃機技術(shù)、到發(fā)展混合動力，最后通向純電動和燃料電池技術(shù)的三步走路徑，在未來產(chǎn)品研發(fā)上將通過逐步電動化，實現(xiàn)零排放的最終目標。而在2005年的北美車展上，還是這位蔡澈博士面對媒體在談?wù)摰狡囯妱踊瘯r的熱情遠沒有現(xiàn)在高漲。對于電動化，他真的不感興趣嗎？只是不想在電動化技術(shù)成熟之前，長他人志氣，滅自己威風罷了。

大家今天看到，并且鋪天蓋地宣傳的渦輪增壓，自動啟停，柴油機等等，不過是廠商們在各自混動車和電動車成熟之前的緩兵之計，換句話說這還只是戰(zhàn)略的第一階段，“優(yōu)化內(nèi)燃機技術(shù)”，這一過程拖得時間越長對于車商越有利，但是各國政府制定的每個階段的排放限值猶如一個個臺階不斷鞭策，汽車廠商當然希望這個臺階來得越晚越好，所以才會出現(xiàn)阻擾歐盟油耗測試改革，反對美國CAFE新標這些林林總總的鬧劇。

圖10：去年回國在北京開了幾天奔馳E200，1.8T渦輪增壓，缸內(nèi)直噴發(fā)動機，在擁堵的北京市區(qū)40分鐘行駛3公里，平均油耗高達16.4升/ 百公里。直到幾天后離開北京時，平均油耗仍然沒有低于10升/百公里，Blue EFFICIENCY？Nein！

圖11：的確是時候思考如果身在“首堵之都”，真正需要什么車了？

至此，還需要糾結(jié)開篇的問題嗎？“日系為何不玩小排量渦輪”？優(yōu)化自然吸氣發(fā)動機和開發(fā)小排量渦輪增壓發(fā)動機都屬于“優(yōu)化內(nèi)燃機技術(shù)”的范疇，而這僅僅是第一階段而已。至于是新一代自然吸氣更先進，還是渦輪增壓更先進，我覺得實在沒有必要將某種技術(shù)標簽化，更沒必要還按國家分派別（都有文革余孽之嫌），而是應(yīng)該把關(guān)注點放在結(jié)果上。

正如美國EPA測試一樣，自然吸氣，渦輪增壓，柴油，混動，插電混動，電動，無論哪國，無論什么技術(shù)路線統(tǒng)統(tǒng)歡迎，而且廢話少說，放在同一具有參考價值的測試平臺上測試，數(shù)字說話，高下自分。