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石油危机爆发至今的数十年里,汽车厂商一直在寻找摆脱石油依赖的最优解,从通用推出的第一款纯电动汽车EV1,到日系氢能源汽车的面世,无不在尝试挖掘新能源汽车的潜力。

另一方面,2020年油耗红线的逼近,正在迫使汽车厂商加快电气化进程。双重压力在之下,新能源似是未来之必然。然而,对于现阶段的新能源汽车而言,技术发展与消费需求之间却依然存在着差距。在坚定的政策推动和厂商决心面前,汽车的未来只能全面交给新能源了吗?

内燃机依然大有所为

2020年最严苛的燃油排放标准到来之前,汽车厂商陆续推出了相关应对措施,于是我们可以看到,不少自主品牌将新车研发重点分配到新能源上,比如上汽、广汽在传统燃油车系列里陆续新增插电混动车型,与其说这是给普通消费者、尤其是受限于牌照政策的消费者另一种选择,倒不如说,这是双积分政策下,汽车厂商不得已地进行车型之间的油耗平衡。

根据双积分政策,同一品牌销售的新能源汽车油耗成绩可以与燃油车进行相互平摊,对于大部分厂商而言,这才是面对2020年油耗红线最有可能符合法规的路线,于是我们看到,通用、丰田等车企由于更早布局了混合动力车型,面对日趋严格的油耗法规,日子过得还算如意。而大众、福特在中国市场的绝大部分车型都集中在传统燃油车,而且车型系列分布广、涉及多种排量,如此带来的结果是极有可能无法完成2020年前综合油耗下降,只能通过与自主品牌合作的形式,“借用”新能源汽车多余的积分成绩。

不过,目前来看,新能源这条路似乎也没有想象那么通畅。一方面纯电动汽车的续航、电池效率问题仍然是汽车厂商急需解决的难点,而另一方面,无论是插电混动还是纯电动汽车,都在面临着基础充电设施无法满足大部分用户需求的尴尬处境。更重要的是,当汽车厂商加快布局新能源的同时,政策上的优惠幅度反而会随之收缩,在这样的前提之下,消费者对待新能源汽车的态度变得踌躇不前。

如此一来,考虑到消费者的接受程度、以及新能源技术发展的现状,不少汽车厂商依然将节能减排的重任放在传统内燃机上,在日系品牌里,丰田和马自达算是不断突破燃效瓶颈的代表,比如全新一代凯美瑞热效率已经突破了40%,2.5L版本的综合油耗低至6L/100km,而马自达创驰蓝天发动机则是通过提高压缩比、利用阿特金森循环、甚至计划量产HCCI。

不同于日系品牌在自吸引擎上的压榨,欧美厂商更热衷于在涡轮增压发动机上做文章,其中最为主流的一种做法是缩小排量,通过涡轮增压加上缸内直喷的技术,实现动力不变的前提下的提升燃油经济性。从目前的发展趋势来看,无论是通用、大众,还是奔驰、宝马,都已经在小排量涡轮发动机这条路上寻找到突破。

小排量三缸带来拐点

此前,汽车界普遍认为,四缸发动机是最为理想的结构,即便油耗方面不可能彻底突破下限,但通过可变气门正时、自启动等技术的运用,仍旧可以实现动力和油耗的平衡及优化。不过,面对日益严峻的油耗与排放的问题,汽车厂商显然不满足于此。

减掉一个气缸,是很多汽车厂商认可的方式。最早走上这条路的是福特,在2013年推出1.0T三缸发动机便获得了“沃德十佳”,排量缩小的同时,通过缸内直喷、进排气独立可调的气门正时系统VVT的加入,保证了足够优突出的油耗和升功率。这在当时属于突破性的进展,随后跟进的宝马1.5T三缸发动机采用了更为先进的电子气门、单涡轮双涡管等技术,对于一款豪华汽车而言,低至5.9L/100km的综合油耗在同级里成绩亮眼。

不过,无论是福特、宝马还是大众,始终无法摆脱三缸发动机的先天问题,由于三缸机的结构决定其必然存在惯性力矩不平衡、更大扭矩波动等问题,如此带来的结果是过去消费者“谈三缸色变”的抖动与噪音。只是,在这些缺陷的背后,小排量三缸发动机具有不可替代的优势,减少一个气缸意味着能够避免很大一部分的摩擦损失,随之带来的是燃效提升、油耗得以降低。此外,三缸发动机体积更小,瘦身后的发动机舱可以为整车预留更大的布置空间,并且直接带来了发动机轻量化对整车油耗的帮助。

于是,我们可以看到越来越多的小排量三缸发动机进入市场,比如今年10月通用推出了全新一代Ecotec1.0T和1.3T小排量发动机,并且率先在英朗、阅朗和GL6上搭载。

动力与油耗,是三缸机的“鱼与熊掌”?

不可否认的是,小排量涡轮增压发动机将是未来很长一段时间里,汽车厂商从内燃机过渡到新能源的最佳途径。但消费者的顾虑能否得到解决?以通用最新推出的Ecotec小排量发动机为例,过去有关于抖动和噪音的先天缺陷,通用的做法是增加平衡轴和钟摆式双质量飞轮的形式加以抑制。

众所周知,小排量发动机的加入,其核心诉求是优化燃油经济性。那么,通用汽车将此前的1.5L自吸和1.4T涡轮更换为如今1.3T三缸机,动力表现是否会成为消费者新的顾虑?

以最新推出的别克阅朗为例,搭载1.3T发动机的最大马力163Ps、最大扭矩230N·m,与同级别搭载1.4T的大众蔚领相比,动力输出表现更加优秀,具体到实际驾驶表现,阅朗的百公里加速成绩为8.67秒,比大众蔚领快了1.24秒。

动力表现大概是通用这套小排量涡轮增压发动机最不需要担心的问题。低惯量涡轮的加入可以有效减少低速响应问题,而放在这款发动机上,可以做到的是低扭工况下节省不必要的油耗损失,扭矩拉升之时,涡轮介入吸入更大量的空气、以满足驾驶者对更大动力的需求。

另一个重要提升在于,通用这款小排量发动机放弃了主流的缸内直喷技术,取而代之的是全球首创的缸内双喷射技术,在一个气缸里布置了两个喷油器,如此带来的直接效果是更广泛的缸内喷射面积以及更充分的缸内油气混合,直接带来更高的燃效效率。而另一方面,双喷射技术可以降低进入缸内油气混合物的温度,如此可以有效抑制爆震、提高压缩比。两方面协同合作,结果则是这套发动机能量转化效率的极大提升。

用通俗一点的说法来表达,别克阅朗搭载1.0T动力的综合油耗仅为5.2L/100km,而1.3T动力的油耗数据为5.9L/100km。对比来看,同样采用这套动力的别克英朗,相比之前的1.4T+DCT组合降低了近10%的油耗。一方面,这来自于通用全新三缸发动机的先进技术加成,另一方面,阅朗采用的1.3T+6AT组合可以实现更为平顺而线性的动力输出。这意味着,其实三缸发动机的油耗和动力,是可以做到鱼和熊掌兼得。

小结

即便在节能减排的大浪潮之下,新能源汽车终将到来。但在此之前,我们还是可以通过小排量发动机的加入,找到环保与驾驶的平衡点。正如通用推出的全新旅行车别克阅朗,通过搭载全新Ecotec小排量发动机,保留了旅行车追求实用又不牺牲驾驶的初衷,也就是说,一款小排量三缸机要能做到动力和油耗的左右逢源,那才不会让节能减排把汽车变得太无趣。

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