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  • 15T为何能成为黄金排量三缸机为何不超15T16T又如何呢?

    选择燃油动力的普通家用代步汽车,一般都会选择搭载1.5T发动机的各类车辆,往往只有中型和更大尺寸的车辆会以2.0T为主;≤2.0T的发动机总是直列四缸发动机,超过2.0升则以六缸为主。

    解析这个问题要从「单缸排量」作为接入点,有没有听说过最佳标准是“单缸0.5升”。

    很多老司机都认为只有单缸排量达到0.5升的发动机才是最理想的标准,2.0L/T四缸机就是每个气缸0.5升,3.0L/T-V6、4.0L/T-V8也都不例外;可是1.5T-L4(直列四缸)是单缸0.375L(升),这是目前保有量最大的汽车的选择,这要怎么解释……如果说单缸0.5升是最佳标准,三缸1.5T岂不是优秀发动机了嘛!

    单缸最佳排量在0.33-0.5升之间,低于0.33升会造成每个气缸的燃烧室面容比过大,这会造成做功时过多的热能损耗,会直接影响内燃机的热效率;说白了就是动力会减弱,油耗会升高,不过也有些极端的机型,比如方程式赛车所使用的1.6T-V6,其单缸排量为0.266升,但是这种发动机的起步转速就与普通发动机的红线转速相当,所以不能一概而论。

    排量的极限是1.5升,原因正是要控制热效率的NVH,单缸排量超过0.5升之后,热效率很难再有什么提升;如果单缸排量过大,那么燃烧室容积和活塞的往复行程也会比较大,做功燃烧时所产生的火焰传播距离也会过长,这会比较容易出现“爆震燃烧”。

    普通燃烧的火焰传播速度只是每秒几十米,而爆震燃烧的火焰传播速度可以达到每秒上千米;这会造成比较严重的磨损(敲缸),甚至于无法预料的结果。

    所以,三缸机的排量总要控制在1.5升以内,而排量虽然控制在单缸0.5升的最佳范围内,可是体验却不好;因为三缸机的三组气缸是交替做功的,点火顺序多为1-2-3或1-3-2,每次做功时所产生的作用力都会作用于机体,把直列三缸想象成“左中右”交替做功,难道发动机不会“摇摆”吗?

    显而易见,三缸机的主要缺点就在这里,这种发动机虽然有“0.5L*3”的设定,但是气缸的数量决定了无法平衡;四缸发动机就没有这个问题了,每组气缸做功时都有一组对称位置的气缸做出相同的动作,这样就能达到相对平稳的状态,再加上平衡轴技术就近乎完美了。

    重点在于0.375升的单缸排量仍旧在理想的范围内,这样就能做到热效率和稳定性的均衡。

    重中之重是四缸1.5T可以极限压榨能量,优秀的1.5T已经有305N·m的最大扭矩(参考东风发动机)。

    1Ps(公制马力单位)有75公斤力,很显然在车身整备质量不变的前提下,一定是马力越大动力越强;但是转速高油耗也会高,想要实现“节油和性能”兼备,理想的方式就是以大扭矩配合低转速实现大马力。四缸机的平稳决定了可以通过富氧燃烧来提高燃油的燃烧充分性,有效利用的热能更多则扭矩更大;反之,三缸机要考虑到平衡的问题,单缸排量不宜过大、扭矩也不宜过大,结果是主流三缸1.5T的最大扭矩都在250N·m左右;极限如日产1.5T-L3虽然也有300N·m,但是最大扭矩也只能在接近3000转才能达到峰值,日常通勤代步的平均转速很低,对应的扭矩也更小,这样还勉强能保证稳定性和可靠性。

    似乎都要比1.5T-0.375L的标准更理想,热效率理论上也可以更高;可是排量越大油耗必然越大,排量指的是气缸吸入或排出的流体体积总和,喷油量是按照“空气燃料比”来计算,所以排量则油耗高。

    不过1.6升的基数似乎也不比1.5升大多少,如果能实现扭矩的大幅超越,似乎也能通过有效降低转速的方式来实现更低的耗油量吧。

    其实不然,1.6T-1.7T与1.5T的悬殊没有多大,无法在排量提升的基础上通过“扭矩差”进行动力和油耗的均衡,说白了就是性能不会比1.5T强劲多少、甚至更差,单纯讨论发动机的耗油量确实会更高。能感受到明显差异的标准是1.8T-1.9T,可是这两个标准的排量差值大、油耗与1.5T相比是没有优势的,能与其对比的是2.0T;而2.0T又实现了单缸0.5升,综合标准达到了最理想的状态,所以1.9/2.0虽然只差了0.1升,但却是两个等级的差异。

    综上所述,中和燃油经济性、NVH和动力体验的黄金排量标准是1.5T,中和动力、NVH和燃油经济性的这组排序的最佳标准是2.0T,1.6-1.9升之间的标准是最尴尬的;所以各大车系都陆续淘汰了这些排量比较奇怪的发动机,不过原因还有另外一个。

    发动机排量决定了消费税,≤1.5升的标准只是3%,>1.5升的标准是5%,这两个百分点会差不少成本;这个成本不会由汽车厂商来承担,一定会转嫁到商品上,说白了就是还得由消费者来买单,但1.6-1.9排量的车辆价格也会比1.5T略高一些。

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