为什么日本车主要是自然吸气,而欧美车是涡轮增压

2020-09-13 汽车 122阅读
这是两条不同路线的选择,其实没有什么优劣之分。现在汽车发动机主要攻坚方向就是节油减排。减排先不提,节油方面提高热效率和提高升功率都是有效的方式(不是只有这两个方式,千万别理解错了)。
在最初路线选择的时候,日本选择了通过可变气门正时,优化燃烧模型等方式在细节入手不断提高热效率。日本企业向来是以做工精细著称,从细节入手更符合日本企业一贯风格。另外日企对成本的敏感性特别高,高到了几乎变态的程度。我去看过丰田发动机的生产线,那设备比大众差了不止一代,我以为日本人故意把破烂卖到中国,问过后得知日本本土的生产厂更破。日本人认为上一套全自动生产线所带来的成本增加,要远超老设备所需要的人力成本。使用增压技术,就代表发动机及整车成本会高出几千甚至上万元,这是日本人绝不能接受的。只要自己的自然吸气发动机能够满足要求,就不会安装增压器。于是一条道走到黑的日本人在自然吸气上运用了各种黑科技。丰田最新的1.3L L4 NA发动机热效率甚至达到了38%,目前全球最高。这台发动机依然是自然吸气,但是采用了阿特金森循环,并使用了一般柴油机才装的EGR废气再循环系统。
而欧洲则是不断提升功率。
升功率怎么提升?喷油!
喷油多了空气不够怎么办?装个增压器可劲压!
谁让欧美,尤其是美国民众那么喜欢强劲动力呢。
所以到今天,满大街的各种T,单T不够就来双T。
你让我降油耗?那用这个发动机吧,经济实惠。
什么?你说这么大车用1.4拉不动?来个T啊!
这里说明一下,我没有说自然吸气不能提高升功率,只不过其提高升功率两条措施就是提高压缩比和提高最大功率转速。前者提升空间有限(我文中提到的丰田发动机达到了13.5:1,虽然不是最高,但已经够高了),更大的压缩比会带来更大的泵气损失(这里不讨论爆震等可靠性问题),这也是发动机两气门变4气门,开发VVL等技术的原因,但修修补补总有极限,这也反过来算是增压有利于节油的一个证明。
后者对于民用轿车来说用处很小。题主问的只是民用范围,我的回答也只针对这个范围。对于民用轿车领域,除个别不要命飙车党,谁能将传说中的F20C踩到最大功率转速8300转?HONDA 600cc的发动机升功率约为143kw,可是其最大功率转速为13000rpm,这种升功率对民用来说是毫无意义的。
上面是技术层面,下面谈谈法规层面。
汽车行业并没有自然吸气发动机就一定比增压发动机费油的说法,以丰田为代表的日本车当年就是靠着节油和性价比占领了美国市场。而且不止欧洲,日本和美国都对汽车油耗进行了限制,唯一不同的是,欧洲采取的是通过公布燃油消耗数据以及对燃油征重税为手段来鼓励消费者购买省油汽车,日本美国则是颁布法规用CAFE或类似方法对平均油耗超标的车企进行处罚。
从另外一方面来讲,中国等地区的排量税确实是影响发动机增压技术发展的重要因素,但增压可不是避税的唯一路径,丰田全世界卖自然吸气不也卖得挺好么。
以下为3月27日修改:
不得不说,欧盟使用的NEDC测试循环更有利于小排量增压发动机。整个运转循环的加减速比较平缓,高速工况较多,速度较高,可以说这就是给小排量增压发动机量身定做的测试方法。中国油耗测试方法相当于照抄欧洲,所以工信部公布的数据与欧洲相同,但都低于正常使用时的油耗。但是要记住一点,增压发动机在省油方面依然有着自己的优势,绝不是说它根本不省油。一个毫无优势的技术在任何测试方法下都不会省油。
但是日本15工况运转循环更鸡贼!加减速更平缓,工况变化更少,且整体车速偏低,车子在市区只能开到40km/h,高速公路上的速度也只有75km/h(NEDC市区的最高车速是50km/h,高速路上最高速度达120km/h)。可以说,这测试循环是明显偏向自然吸气的。
北美采用城市行驶循环和公路行驶循环两种方式,相对前两种测试方法它更接近真实驾驶工况。
因网络原因,我暂时无法上图,大家可以看看下面这个介绍就能明白了。
趋近于欧洲标准 中美欧日油耗测试标准对比
说了这么多,我就是想让大家明白,其实政府指定这些法规都会征集车企的意见,可以说测试方法不同技术偏向的原因是顾及了不同地区车企利益的结果。法规与技术路线不是单向选择,是相互影响的。如果欧洲车企最初选择了与日本同样死扣自然吸气的技术路线,现在的NEDC循环就绝不是这个样子。
历史的车轮滚滚向前,2020年左右,欧盟、日本、北美会逐渐统一测试方法(欧洲已经打算废弃NEDC,而日本原来那个就是来搞笑的),不会再偏向某种技术路线,而是更贴近用户真实的驾驶工况。统一真实的测试方法,极度苛刻的油耗法规已经迫使全世界的车企放弃坚持某一路线,使出浑身解数来降低油耗。
不要认为丰田新推出多款增压发动机是为了迎合中国市场,更不是因为排量税(这个税又不是刚推出的),他就是被油耗法规逼的。
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