2021的到來是一個新的開始,也意味着21世紀10年代的結束。回顧過去的10年之間,小排量渦輪增壓發動機,可以說用“天下無敵”四個字來形容最爲貼切。從當初的無人問津到如今一統全球,將自然吸氣發動機逼到角落。它華麗的轉身,在汽車圈裏抒寫出了里程碑般的事蹟。

爲何性能差不多,渦輪增壓卻完勝自然吸氣?

推動這一切發生的主要原因,估計大部分消費者都不瞭解。渦輪增壓發動機的流行,並不是很多消費者認知中的那樣,因爲它比自然吸氣發動機在油耗、節能、動力效能上要優秀多。其實,根源在於我們中國車市消費稅政策的影響。汽車消費稅,業內又稱排量稅,顧名思義它按照汽車不同的排量進行徵收,排量小於1L稅率1%,1L到1.5L稅率3%,1.5L 到2.0L稅率5%.....以此類推,簡單說排量越大交稅越多,到了3.0L以上高達25%甚至更多。

這部分稅款是由廠商繳納的,要不轉嫁到車輛的價格上,要不廠家買單減低利潤。面對這樣的政策,各大車企基於節約成本提高盈利,以及維持產品價格競爭力的需求,只能選擇研發既能保證動力又可以降低排量的渦輪增壓車型。而之後國內“雙積分”政策的頒佈,無疑更加劇了這種傾向。(工信部NEDC能耗測試,主要由標準的勻速和勻變速組成,這種穩態工況小排量渦輪增壓表現優秀,有利於車企減少碳排放積分)

起初是歐系品牌押寶,後來美系品牌眼紅加入,現在就連一直標榜自然吸氣技術的日系品牌,也開始爲自己的車型,換裝了渦輪增壓發動機。可見,作爲全球最大的汽車市場,中國車市的政策影響力是多麼巨大,甚至一定程度上改寫了汽車的發展歷程。

看完上面這些朋友們應該已經瞭解,渦輪增加不是由於科技水平先進,或者像廠家宣傳的那樣特別省油、高效而成爲主流的,更多的是沾了政策的紅利。單以性能角度判斷,渦輪增壓與自然吸氣兩種發動機,實際上差距不大。渦輪增壓的優勢是低排量令它在低負載下較爲省油,同時它的轉速中段扭矩爆發強相對集中,能給人高動力、強烈推背的感覺。

當然,渦輪增壓也有着許多自己的不足,像被人們吐槽的燒機油,積碳多,動力遲滯等等,遠沒有大家想象中那麼美好。不過,隨着近些年車企的不斷研發,各種新科技層次不窮。渦輪增壓發動機的這些缺陷已經有所完善,比如去年剛上市的第十代索納塔,就針對渦輪增壓發動機的短處,進行了一系列的改良,爲用戶帶來了出衆的駕駛感受。

CVVD讓發動機更會呼吸 改善進氣效果解決痛點

燒機油、積碳增多等不少渦輪增壓常被人們所詬病的缺點,拋開個別製造工藝發生紕漏的情況。它們出現最主要的原因,一是因爲吸入發動機裏的空氣被加壓後,哪怕經過中冷的冷卻,可進入氣缸內時,仍舊比自然吸氣的溫度要高。而大量高溫空氣進入氣缸,會降低混合氣的密度以及自身的含氧量,導致燃燒不完全積碳隨之增加。二是,由於增壓加大了混合氣進入氣缸的量,這會令“油氣分離器”的工作壓力急劇上升。容易產生故障,油底殼中帶有機油的混合氣,有很大機會重新進入燃燒室,進而引發燒機油的現象。

想要解決渦輪增壓車型,在使用過程中的這些痛點。除了常規升級空氣冷卻與油氣分離裝置之外,索納塔搭載的CVVD技術,即連續可變氣門正時系統,另闢蹊徑從控制進氣量的維度上,給出改善問題的辦法。在CVVD的加持下,索納塔在行駛中可以根據勻速、加速等不同工況的動力輸出特性,改變發動機氣門的開閉時機與開啓時長,從而影響進氣量並實現無極變換循環,讓發動機能夠時刻按照最佳的空燃比和壓縮比運轉。以加速超車爲例,CVVD系統會控制進氣門在壓縮行程初期關閉,確保擁有更多的空氣給上行的活塞壓縮,轉化爲機械能產生充足的扭矩爲車輛提速。

合理的進氣量調控,一方面可以優化高溫空氣與燃油配比,令燃燒更加充分。另一方面,也能控制混合氣進入油底殼的速度與數量,大大減輕“油氣分離器”工作時的負載。如此一來,索納塔在提高燃油效率以及性能的同時,也最大限度降低了渦輪增壓車型固有的弊端。讓這款車在性能上有了十分卓越的表現,相比上代車型,發動機性能提高了4%,燃油效率提高了5%,尾氣排放量減少了12%,百公里綜合油耗更是降至了5.6L。

升級高效自動變速箱 緩解渦輪增壓天生頑疾

動力的遲滯效應,跟進氣高溫同樣是渦輪增壓天生自帶的“頑疾”。衆所周知,目前大部分渦輪增壓發動機採用的都是廢氣渦輪增壓器。這種增壓器的工作原理,是通過氣缸排出的廢氣,來帶動渦輪機運行。很明顯,它要比發動機晚一步才能開始工作。所以,渦輪增壓介入時存在動力滯後,是無法避免的。

對於這個問題,時下車企們只能拿技術升級的手段,讓整體動力的輸出更加線性,從而緩解車輛在駕駛中的動力延遲。至於技術升級的主要地方就是變速箱,以自動變速箱強化後的效果尤爲出色。因爲在自動變速箱的換擋邏輯下,當我們需要加速時,它會優先降檔提供較高的扭矩,再加上變矩器的補償,這樣配合在一起。渦輪增壓動力延遲的情況,便會有顯著的改善。

現代汽車在索納塔身上應用的就是這種方法,爲其搭載了傳動效率高達94.4%的7速雙離合變速箱。不僅對於動力的傳輸更高效更徹底,而且得益於雙離合的特點,這款變速箱換擋速度快不到0.2S,還消除了扭矩的中斷。因此,可以有效避免駕駛過程中動力延遲的感受。此外,有關雙離合變速箱的換擋頓挫的通病,心思細膩的索納塔工程師一樣考慮到了,他們對7速雙離合變速箱進行了深度調校與改進,讓索納塔在實際駕駛當中,擁有頗爲平順的操控感值得點贊。

寫在最後:

雖然渦輪增壓在性能上,並不是燃油發動機的最優解。但不得不承認它,如今已經成爲了未來發展的大趨勢。尤其是隨着新能源的極速發展,內燃機想要繼續停留在歷史的舞臺上,必須開發出更多更先進的技術來提升自己的生存能力。索納塔上出現的CVVD系統,無疑就是對燃油車今後道路的一次大膽嘗試。結果證明,現代汽車是正確的,CVVD優異的表現讓索納塔在性能上,有了與同級一衆競品一較高下的強大本錢!









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