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正是因為日常生活中走走停停的工況下需要維持低速,發動機都維持在3000rpm以下,大排量發動機優勢難以發揮,小排量省油的傳言才愈演愈烈。
“大排量”這個詞,在有著排量稅的中國看起來有些奢侈的味道,同時也被戴上了油老虎的帽子。從中國農業大學學生社團呼吁抵制大排量,到民眾指責潘石屹開著大排量SUV測試PM2.5數值,人們對大排量的誤解越來越深。
大排量一定意味著高油耗?這種觀念是時候改變了。
油耗與排量大小無關
汽車的動力主要來自于燃油與空氣反應產生的化學能,為了更好地控制燃燒效率,發動機提供了一個專門用于燃燒的裝置,我們稱之為燃燒室。燃燒室的體積也就是我們常說的排量,排量的具體含義是指每行程或每循環吸入或排除的流體體積。通常情況下,排量越大,單位時間發動機釋放的能量就越大,這也是為什么越野車和豪華跑車配備大排量發動機的原因。
大排量發動機具有比小排量更有優勢的最大功率和最大扭矩,但不意味著大排量發動機在提供相同動力輸出時耗油更多。發動機的峰值數據僅僅代表發動機動力輸出的最大能力,比如凱美瑞1AZ-FE(2.0L)發動機最大功率為109kW,表明這臺發動機可以在0-109kW任意功率區間工作。事實上,如果大排量發動機與小排量發動機輸出功率一致,兩者的油耗并沒有太大的差距,我們可以參考美國《消費者報告》測試的一組數據。
表格中數據表明,本田雅閣2.4L車型在油耗方面相比同款3.5L車型有較大優勢,豐田凱美瑞的2.5L車型與3.5L車型油耗接近一致。本田雅閣2.4L車型之所以能在油耗上取得1.2L的優勢,是因為采用了主打燃油經濟性的CVT變速箱。眾所周知CVT無級變速箱在油耗方面有著得天獨厚的優勢,但弊端也很明顯,那就是運動性不足。
一般車型為了兼顧運動性和經濟性通常傾向采用傳統的自動變速箱,而主打燃油經濟性的車型會選擇CVT無級變速箱,發動機與變速箱之間的匹配程度很大程度上會影響油耗表現。此外,小排量發動機為了增強燃油經濟性通常把發動機的最佳工況轉速調低,通過低轉速下的優秀表現達到燃油經濟性的目的。相對之下,大排量發動機車型往往更注重動力的線性輸出曲線,必須維持高轉速區間持續發力,因此導致大排量發動機最佳轉速較高。雖然大排量發動機提高了最佳工況時的轉速,并因此帶來低轉速區間油耗較高的事實,但這種差距表現出來并不大。如果車廠有興趣對大排量發動機做經濟性調校,大排量發動機的油耗表現一定會優于小排量。
大排量往往更注重運動,小排量更注重節油,日常駕駛走走停停的工況下發動機需要維持低轉速,小排量發動機可以發揮優勢。正是因為日常生活中發動機都維持在3000rpm以下,大排量發動機優勢難以發揮,小排量省油的傳言才愈演愈烈。大排量發動機的真正優勢在于可以在較高轉速時提供更好的油耗,當動力需求轉速超過小排量最佳轉速、達到大排量最佳轉速時,大排量的優勢就體現出來了。
大排量的油耗優勢
從發動機自身結構方面考慮,轉速越高意味著油耗越高,同時也意味著輸出的功率越高。小排量發動機的優勢在于活塞、曲軸等組件的相對慣量較低,而大排量發動機則可以在較低轉速下達到較大功率。
比如一輛1.5L的長城C30轎車,在時速120km/h的時候發動機轉速可以到3000rpm,而一輛凱美瑞2.5L轉速只要維持在2000rpm左右。同等功率輸出的前提下,轉速越低意味著單位時間內活塞與汽缸壁摩擦次數越少,轉速越高意味著噴油次數的增加,因此大排量發動機在低轉速區間可以保證優秀的油耗。
其次發動機排量越大重量是否越大?事實并非如此。個別的渦輪增壓發動機重量已經遠超大排量自然吸氣發動機,比如寶馬M3的S65N4發動機自重220公斤,而科邁羅SS 6.2L的LS3發動機自重僅僅有203公斤。以目前的發動機技術,發動機可以做到足夠的輕量化設計,大范圍使用鋁合金材質,使用更合理的結構設計等等都可以有效減輕發動機重量。
影響油耗因素多
影響油耗的因素有很多,駕駛員的駕駛習慣、風阻系數、驅動形式、自身重量等,都會很大程度地影響汽車油耗。
經常有人會把凱美瑞和漢蘭達、霸道的油耗作對比,其實這并不準確。漢蘭達作為一款家用SUV主打的是空間表現,所以豐田在漢蘭達的設計上采用了平直線條,更大的車身尺寸造成了漢蘭達的風阻系數比凱美瑞大。如果漢蘭達采用與路虎極光一樣的設計,內部空間就得不到保證,并不符合漢蘭達的定位。霸道作為一款越野車,采用大排量發動機的目的在于它需要在低轉速下提供較大的扭矩輸出,實際上并不注重高速駕駛,所以霸道對風阻系數要求不高。風阻系數是影響油耗的重要參考因素之一。此外,漢蘭達、霸道的車重與凱美瑞并不在一個級別上,車重也是影響油耗的關鍵因素。
我們也常常見到很多后驅車型油耗比前驅車型油耗高的情形。一般意義上的后驅主打運動性,比如雷克薩斯GS、寶馬、英菲尼迪等。后輪驅動的工作原理是發動機將扭矩通過傳動軸傳遞到后輪上,后輪負責推動車子前進,前輪負責導向。這種驅動方式可以讓車子具有更好的操控性。在享受良好運動特性的同時,后驅因為增加了傳動軸這一步驟所以增加了動力損耗,因此后驅車往往比前驅車更加耗油,同樣的道理也適用于四驅。運動與經濟是一對不可調和的矛盾,增加運動性意味著必然犧牲經濟性。
最后一個影響油耗的因素是駕駛習慣。駕駛卡羅拉和駕駛寶馬3系是兩種不同的感受,由于卡羅拉主打經濟性,車輛自身會規避各種高油耗行為,因此導致了加速緩慢等情形。駕駛寶馬3系則是另外一種感覺,由于3系出色的運動特性而常常使車子維持高功率、高轉速區間工作。
實際上,目前沒有任何的證據證明大排量一定是費油的,在每一款發動機效率都十分接近的今天,根據能量守恒定律也能了解大排量發動機并不費油。只是由于全球各地采用的排量稅政策,導致所有的輿論都偏向小排量一方,不明就里的群眾也往往被一些傳聞所誤導。加上很多廠商在宣傳小排量時往往用最新技術的小排量發動機對比相對落后的大排量發動機,因此誤導大家走進了大排量費油的誤區。endprint