雅斯顿原创文章 |Zinc
内燃机还远没到谈论生死的时刻，但危机已经浮现。消费者夹在中间很难受，一边是被鼓吹电气化是正确方向，但纯电动车还有诸多难题亟待解决；一边是受政策和生活成本施压，享受传统内燃机的日子是过一天少一天。
不过，当下大部分人还是更青睐传统燃油车。面对此环境，如何破局？行业的共识是打造「高效内燃机」。
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夸大的宣传，反而会自乱阵脚
受「高效内燃机」方针的推动，近些年「热效率」这个词的出现频率越来越高。
所谓热效率，指的是发动机在燃烧汽油的过程中，转变为机械能的能量与所消耗汽油能量的比值，转化能力越高效率就越高。但由于发动机的动力输出曲线并不是单一方向的，而是呈初段上升、中段和末段下降的趋势，因此，我们平时能看到的「热效率」，基本是指最高热效率。那么，拥有高热效率的发动机，是不是都能称作「高效内燃机」呢？
内燃机能量的散布图
这个说法其实不对，热效率高的确能够体现发动机技术实力，对降低油耗有帮助，但高燃烧效率≠高效内燃机。「高效内燃机」应该包括强化动力、油耗和排放三大维度，巩固所长，补之所短。
首先，热效率和动力之间存在相互牵制的关系。下图是丰田新一代Dynamic Force Engine高效发动机参数对比示意图， 从「trade-off line」的走向可以看到，最高热效率所在位置的性能（功率系数）其实不强。
而且油耗除了热效率外，还会受很多因素影响，比如空气阻力、车重、传动系统损耗等；再者是要考虑发动机在实际使用下的工况特征。
举个简单例子。丰田2.5L自吸发动机宣称拥有40%的最高热效率，但第八代凯美瑞工信部油耗是6L/100km，实际综合油耗到了9L/100km。而搭载第八代Ecotec系列1.3T直喷涡轮增压发动机的别克威朗工信部油耗5.5L/100km，实际测试的综合油耗在7L/100km左右。原因就和此有关。
车重是一方面。而就发动机热效率这一概念，其实自吸相比涡轮增压的优势是被夸大了。第八代凯美瑞2.5L发动机也只在转速2000rpm、扭矩输出150-170N·m时，才能接近40%的最高热效率。相比之下，第八代Ecotec系列1.3T直喷涡轮增压发动机由于大部分情况下都处于高效运转工况，因此二者的实际差距也就不明显了。
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「高效内燃机」还看小排量涡轮增压
就自然吸气和涡轮增压发动机对比，小排量涡轮增压更适合打造「高效内燃机」。是因为它在维持较高燃烧效率的同时，还有更强劲的升功率。
2017年，《国家发展改革委、工业和信息化部关于完善汽车投资项目管理的意见》指出：建发动机企业投资项目，除符合现有规定外，拟生产的汽油发动机升功率应不低于70kW/L。
70 kW/h对自然吸气发动机来说很严苛，比如本田雅阁2.0L发动机（R20A）升功率仅为57kW/L。而别克威朗的升功率已经达到92kW/L，强了一大截。
近些年来，中、欧、美三大主要市场都在朝着小排量发展。特别是2011年以后，中、欧地区平均排量更是下探到了1.8L以下。可以说，威朗1.3T这样的动力系统是走在潮流趋势上。
当然，也有升功率达到100kW+的自吸发动机，但想要压榨更大的升功率必然会损耗寿命，所以它们会被归属为暴力机器，制约了大批量应用的可能。
至于涡轮增压，虽也同样会受此影响，但因为增压器的原因，寿命损耗的影响相对小一些。而且它在设计时也会做多方处理，上面提到第八代Ecotec系列1.3T直喷涡轮增压发动机就有针对性地在气缸本体、活塞以及连杆等机构上做了强化处理。与此同时，这款发动机在开发过程中测试里程达到465万公里，经历了各种极端路况的严苛历练。
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别克威朗1.3T发动机如何实现「高效内燃机」
基于以上讨论，我们已经知道了小排量涡轮增压发动机的优势和发展潮流，不妨就以前面提到别克威朗上搭载的这台第八代Ecotec系列1.3T直喷涡轮增压发动机为例，聊聊「高效内燃机」是如何实现的。
单缸最优理论是实现高燃效的源头，这也是第八代Ecotec系列发动机的核心技术。根据发动机的实际性能需求调整缸数，并设计单缸容积、缸径和活塞行程来设计发动机的单缸最佳面容比（缸体面积与容积之比），能够让发动机的燃油经济性、排放、扭矩和功率达到最佳平衡。
这样的设定是对应一个发动机群而言，针对1.3T机型，具体思路是对单缸结构采用小缸径、长行程的设定，使得面容比小于1。这带来的好处是发动机能在低转速输出高扭矩，维持宽泛的扭矩平原。
而在动力性上，除了缸体结构的先天优势加成，像气门正时系统中置设计可以改善气门响应速度，提升进排气效率；电动放气阀涡轮增压技术可以降低小负荷泵气损失，提高增压器瞬态响应，从而提升低速扭矩，等等。诸多先进技术的引入，最终使得威朗1.3T在1500～4000rpm区间能够持续输出90%以上的峰值扭矩。
而为了获得较好的燃油经济性和排放，DPI智能单缸双喷射燃烧系统起到了很大的作用。双喷的优点是能提供更好雾化，实现开阀喷射，抑制爆震；降低颗粒数量和质量，降低CO2排放，降低部分负荷时的燃油消耗。再配合「横流式+分离式并联冷却」系统，可以使用双节温器控制缸体冷却液的流量，使各缸的冷却更均匀、更快，暖机过程更快，从而实现更好更快的燃烧和一致性。
又或者「内部Masking+平面挤气燃烧室+ 新型鱼腹型高滚流进气道」的结构特点，同样可以提高湍流强度，加快燃烧，让燃料能够充分的与空气混合。这些对提升发动机动力和降低油耗都是有利的。
威朗1.3T采用的技术手段还有很多，不过要实现甚至放大「高效内燃机」的作用，变速箱的搭配同样重要。显然，威朗采用1.3T+CVT设定就很有目的性。我们知道CVT变速箱除了具备平滑无缝的换挡体验外，最大的优势是让动力在燃油效率最佳的区间内输出，并且因为是无级变速，CVT控制单元总能匹配出最合适的传动比来输出扭矩。
除了利用CVT本身的优势外，我们还能看到，威朗搭载的这款钢链式CVT变速箱的速比范围达到了7.01，为的就是应对各种工况，调和动力和油耗问题。
笔者在2016年购入了上一代威朗1.5T版本，试驾对比全新别克威朗后发现，排量更小的1.3T发动机动力参数与1.5T相差无几，而涡轮介入时机提前，使得日常路段的油门使用下（油门行程的前三分之一），1.3T发动机的扭矩输出表现更有力、更灵敏，与上代相比，加速体验更好。
值得赞赏的是CVT变速箱的表现。威朗的1.3T发动机在1500转开始进入最大扭矩区间，但与CVT变速箱的配合使得动力的衔接过程不会有任何突兀的感受，尤其是城市路段驾驶，几乎感受不到发动机闯动的迹象，顺畅感更强。
至于「高效内燃机」带来的最直接利益——燃油经济性，笔者驾驶新威朗在90%城市路段、10%郊区路段进行油耗测试，实测油耗大概在7L/100km左右，与大部分用户反馈的日常油耗数值相差无几。事实上，低油耗也是汽车之家口碑里用户对全新别克威朗最满意的产品点之一。
动力层面之外，全新别克威朗的底盘与悬架调校依然保持着很高的水准，在吸震效能与支撑性之间找到了一个很好的平衡点，加之通用向来在车内静谧性和舒适感上的优势，威朗的传统优点也得以保留。
雅斯顿小结
传统内燃机远没到生死存亡的时刻，汽车厂商仍然在寻求技术的突破。威朗1.3T给了一个很好的模板，其在热效率达到高水准的基础上，把动力、油耗和排放的均衡性做到足够强，称得上一款优秀的「高效内燃机」机型。
而威朗选择1.3T+CVT的组合，在强化舒适性、调和动力和油耗问题上直指消费痛点，让「高效内燃机」获得更好的用户体验。
图 | 来源于网络
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