汽车排量多少是黄金排量?

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汽车黄金排量应为「1.5T&2.0T」-不同车型需求不同

问题:

  • 家用汽车多大排量最合适?

存在这种疑惑的往往是缺少用车经验的新手,对于汽车的排量与性能和油耗的关系没有概念;理论上选择家用车真的没有“最适合”的标准,因为不同用车阶段对于车辆性能的需求会有很大差异哦。

一般选择首台车的用户普遍更重视油耗的控制,对于性能普遍认为能够满足代步驾驶即可;但在用车过程中总会逐渐感受到加速超车能力弱的无奈,也会慢慢发现小排量不见得等于低油耗的事实,同时首台车是自然吸气动力的话,再选车就会和这种机器说再见了,为什么这么说呢?



基础知识

「自然吸气&涡轮增压」的区别要了解,其概念是两种不同的内燃机进气方式;所谓的自然吸气(normally aspirated)是依靠活塞的往复运转产生的负压力,以及在排气过程中的,排气门与进气门同时打开的瞬间的压力吸入空气。

这种吸气技术非常原始,因为转速越低吸力越弱;而发动机的喷油量是按照实际进气量的14.7:1的比例计算,吸力弱则进气喷油量少,混合油气基数小燃烧转化的扭矩就会比较低。


主流的TURBO(废气涡轮增压)技术的进气方式比较先进,增压器的本质是台空气压缩机;内燃机运行时会产生压力非常大的排气,利用排气高压气流驱动压缩机的涡轮运转,涡轮刚性结合的是进气管路中的叶轮,两个轮都会以每分钟数万转的高转速运转。

那么在正常负压吸气模式保留的前提下,压缩机又多出了主动正压进气系统;同时高速旋转的叶轮还能够把管路内的空气的体积压缩到很小,然而体积变小并不会让分子消失,实际是压缩了空气中各类分子的间隙,让更多的分子汇聚成小小的体积并送入燃烧室,其中氧分子增量就能有效提升发动机性能了。



【燃烧】的本质是碳氢化合物的氧化反应,发动机参数中所谓的“扭矩”,正是反应产生的能量(动力)的概念;而氧气是燃油反应的催化气体,等量的燃油面对不等量的氧气——氧气少则转化速度慢,在限定做功时间内转化出的扭矩当然会比较低;反之氧浓度高转化速度快,转化的扭矩就会比较大。


自然吸气发动机的吸力很弱,平均在发动机4000转以内都无法达到标准吸力,也就是实现与排量标准相同的进气量;所以喷油量也是从低转速到高转速缓慢的增长,这种耗油量曲线往往被认为省油,但是混合油气的基数过低,结果是转化的扭矩也比较弱,但是驾车时需要的马力并不见得会很低哦。

比如2.0L-NA发动机的最大扭矩到4000转才有200N·m,在2000/3000rpm区间内只有160~175N·m;两个转速节点的输出马力低至45/75PS,这是什么水平呢?


参考1.5T涡轮增压发动机的动力参数吧,优秀选项标准如下。

  • 最大功率130kw
  • 最大扭矩300N·m(1500~4000rpm)

这组参数是不是比较夸张呢?其实这是很正常的标准,因为发动机转速稍微高一些,产生的排气压力就能让增压器的涡轮转速达到最高标准;高转速涡轮增加的氧浓度,可以让燃油在相同时间内假设完成90%的化学反应,而NA-2.0L只能完成60%,所以增压机的扭矩就会大很多。


同时发动机只有在转速过高时才会出现进气效率的下降,所以平均在1500/4000转内都能够以标准进气量,维持增压器的最高转速。

也就是说最大扭矩可以在低转速范围内持续,这就决定了同款车装备1.5T发动机必然更节油,因为马力的计算公式为「转速×扭矩÷9549×1.36」,通过公式可以看出扭矩和转速有一项高就能实现大马力,那么有扭矩优势的1.5T会有多大优势呢?


对比参考:1.5T-2000/3000/4000转的马力标准如下,但首先要了解实现2.0L-NA相同马力需要的转速。

  • 45/75马力转速为1250-1755rpm
  • 2000rpm=85马力
  • 3000rpm=128马力

再高也就不用计算了,实现与2.0NA发动机2000/3000rpm的相同动力,1.5T只需要将将起步到不足1800转即可实现;转速的概念是内燃机每分钟做功的次数(数值÷2等于真实数据),那么即使1.5T发动机始终按照标准排量喷油做功,是不是也要比2.0NA以相对低于其排量标准的喷油量,以更高频率做功省油呢?——所以想要节油一定要选涡轮增压动力,那么增压机的排量标准多大合适呢?



三类车型·两个标准

1:轿车家用代步低油耗选项选1.5T,高标准选项为2.0T。轿车的特点是车身比较低,车架使用的钢材比较少,说白了就是整备质量低(车身比较轻)。

对于第一节内容的总结应为「大扭矩低转速即可实现大马力」,这是理想的节油状态;而公制马力的驱动力是有固定标准的,为1PS=75kg物体每秒一米的运动标准。以1.5T-300N·m的高标准为参考,在≤4000rpm的转速范围内,实现的马力只适合整备质量1.2~1.4吨的轿车,这种匹配会有120-140Hp/T的最大推重比,破百成绩会在8秒左右,油耗可以控制在8.5L/100km上下,这是比较理想的标准了。


≥B/C的中大型轿车,整备质量往往在1.5-1.9吨之间;此类车辆如果用1.5T发动机,推重比会下降到80-110Hp/T的范围内,结果是加速能力很弱,而且油耗肯定会比较高!原因在于中等扭矩在中低转速范围内输出的马力不够大,驱动车辆的加速慢且车速低,这就不是正常驾驶的状态;而想要正常加速和巡航,就要拉升转速提高马力——这就是小马拉大车的概念。

所以中型和中大型轿车应当选择≥2.0T的排量标准,扭矩应当在350-400N·m之间,能够实现的最高功率会在170kw上下,折算为公制马力就有230PS左右了。这是可以满足重车低转速巡航(节油),同时在不需要节油时也能实现高性能的基础,油耗会在10L/100左右。



2:SUV正常选项应当为≥2.0T,1.5T选项只是为拉低此类车型消费门槛的存在。理由非常充足,普通紧凑级与更大尺寸的SUV车长总在4.5米以上,高高大大的车身需要更多的钢材进行加强,这些钢板的重量是比较夸张的。

而轻量化的铝合金材料只有中高端车辆才会使用(≥25万),因为这种材料的成本非常高;结果则是普通≤中端的SUV会比较重,优秀的紧凑级选项也会有1.5-1.75吨的标准,也就是说看似不大的1.5T紧凑级SUV,实际动力油耗标准都是“1.5T-B级轿车”的水平——既不省油也没性能。

「2.0T-SUV」性能标准与1.5T-紧凑级轿车相当,不要质疑,因为这就是事实!部分价格不足10万元的前驱1.5T轿车,破百最好成绩可以达到7.7秒的标准,而2.0T紧凑级SUV的中端选项,能达到相同水平的选项都不多,中大型选型普遍在9秒左右破百。


在中小排量的汽车中,加速性能基本等于油耗;因为加速强的增压动力汽车普遍有理想的低转速大扭矩,不用频率拉高转才能节油。所以2.0T的三个尺寸等级的SUV,油耗平均水平如下。

  • A级≤9.5L/100km
  • B级≤12L/100km
  • C级≤15L/100km

不论国产、合资还是进口汽车,只要车架钢材用料扎实(整备质量高),油耗都不会比上述标准低哪去;但是有意思的是2.0T-A/B级SUV的油耗,与装备1.5T的同级选项相当,甚至是可以更低的,这就是大扭矩可以让巡航转速更低的优势了。



终极车型:MPV分为两类,建议标准如下。

  1. 平开门小微型车-1.5T
  2. 侧滑门商务型车-2.0T起步

原因不再赘述,简而言之为平开门MPV的整备质量与紧凑级SUV相当,而侧滑门商务车普遍以2.0吨起步,所以2.0T排量也只是将将够用而已。


这就是不同车型的排量高低标准,实际黄金排量应当是2.0T,毕竟曾经的黄金排量就是2.0NA,在整备质量相同的前提下,2.0T必然会更节油;只是随着燃油价格的波动,更多用户认为百公里十升也算高油耗了——在性能提升的前提下油耗已经越来越低,只是用户心态发生了变化而已。

(1.5T可以满足首台车的用户需求,2.0T多为升级标准,最好一步到位)



编辑:天和Auto-汽车科学岛

天和MCN授权发布

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