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正是因为日常生活中走走停停的工况下需要维持低速,发动机都维持在3000rpm以下,大排量发动机优势难以发挥,小排量省油的传言才愈演愈烈.
“大排量”这个词,在有着排量税的中国看起来有些奢侈的味道,同时也被戴上了油老虎的帽子.从中国农业大学学生社团呼吁抵制大排量,到民众指责潘石屹开着大排量SUV测试PM2.5数值,人们对大排量的误解越来越深.
大排量一定意味着高油耗?这种观念是时候改变了.
油耗和排量大小无关
汽车的动力主要来自于燃油和空气反应产生的化学能,为了更好地控制燃烧效率,发动机提供了一个专门用于燃烧的装置,我们称之为燃烧室.燃烧室的体积也就是我们常说的排量,排量的具体含义是指每行程或每循环吸入或排除的流体体积.通常情况下,排量越大,单位时间发动机释放的能量就越大,这也是为什么越野车和豪华跑车配备大排量发动机的原因.
大排量发动机具有比小排量更有优势的最大功率和最大扭矩,但不意味着大排量发动机在提供相同动力输出时耗油更多.发动机的峰值数据仅仅代表发动机动力输出的最大能力,比如凯美瑞1AZ-FE（2.0L）发动机最大功率为109kW,表明这台发动机可以在0-109kW任意功率区间工作.事实上,如果大排量发动机和小排量发动机输出功率一致,两者的油耗并没有太大的差距,我们可以参考美国《消费者报告》测试的一组数据.
表格中数据表明,本田雅阁2.4L车型在油耗方面相比同款3.5L车型有较大优势,丰田凯美瑞的2.5L车型和3.5L车型油耗接近一致.本田雅阁2.4L车型之所以能在油耗上取得1.2L的优势,是因为采用了主打燃油经济性的CVT变速箱.众所周知CVT无级变速箱在油耗方面有着得天独厚的优势,但弊端也很明显,那就是运动性不足.
一般车型为了兼顾运动性和经济性通常倾向采用传统的自动变速箱,而主打燃油经济性的车型会选择CVT无级变速箱,发动机和变速箱之间的匹配程度很大程度上会影响油耗表现.此外,小排量发动机为了增强燃油经济性通常把发动机的最佳工况转速调低,通过低转速下的优秀表现达到燃油经济性的目的.相对之下,大排量发动机车型往往更注重动力的线性输出曲线,必须维持高转速区间持续发力,因此导致大排量发动机最佳转速较高.虽然大排量发动机提高了最佳工况时的转速,并因此带来低转速区间油耗较高的事实,但这种差距表现出来并不大.如果车厂有兴趣对大排量发动机做经济性调校,大排量发动机的油耗表现一定会优于小排量.
大排量往往更注重运动,小排量更注重节油,日常驾驶走走停停的工况下发动机需要维持低转速,小排量发动机可以发挥优势.正是因为日常生活中发动机都维持在3000rpm以下,大排量发动机优势难以发挥,小排量省油的传言才愈演愈烈.大排量发动机的真正优势在于可以在较高转速时提供更好的油耗,当动力需求转速超过小排量最佳转速、达到大排量最佳转速时,大排量的优势就体现出来了.
大排量的油耗优势
从发动机自身结构方面考虑,转速越高意味着油耗越高,同时也意味着输出的功率越高.小排量发动机的优势在于活塞、曲轴等组件的相对惯量较低,而大排量发动机则可以在较低转速下达到较大功率.
比如一辆1.5L的长城C30轿车,在时速120km/h的时候发动机转速可以到3000rpm,而一辆凯美瑞2.5L转速只要维持在2000rpm左右.同等功率输出的前提下,转速越低意味着单位时间内活塞和汽缸壁摩擦次数越少,转速越高意味着喷油次数的增加,因此大排量发动机在低转速区间可以保证优秀的油耗.
其次发动机排量越大重量是否越大?事实并非如此.个别的涡轮增压发动机重量已经远超大排量自然吸气发动机,比如宝马M3的S65N4发动机自重220公斤,而科迈罗SS 6.2L的LS3发动机自重仅仅有203公斤.以目前的发动机技术,发动机可以做到足够的轻量化设计,大范围使用铝合金材质,使用更合理的结构设计等等都可以有效减轻发动机重量.
影响油耗因素多
影响油耗的因素有很多,驾驶员的驾驶习惯、风阻系数、驱动形式、自身重量等,都会很大程度地影响汽车油耗.
经常有人会把凯美瑞和汉兰达、霸道的油耗作对比,其实这并不准确.汉兰达作为一款家用SUV主打的是空间表现,所以丰田在汉兰达的设计上采用了平直线条,更大的车身尺寸造成了汉兰达的风阻系数比凯美瑞大.如果汉兰达采用和路虎极光一样的设计,内部空间就得不到保证,并不符合汉兰达的定位.霸道作为一款越野车,采用大排量发动机的目的在于它需要在低转速下提供较大的扭矩输出,实际上并不注重高速驾驶,所以霸道对风阻系数要求不高.风阻系数是影响油耗的重要参考因素之一.此外,汉兰达、霸道的车重和凯美瑞并不在一个级别上,车重也是影响油耗的关键因素.
我们也常常见到很多后驱车型油耗比前驱车型油耗高的情形.一般意义上的后驱主打运动性,比如雷克萨斯GS、宝马、英菲尼迪等.后轮驱动的工作原理是发动机将扭矩通过传动轴传递到后轮上,后轮负责推动车子前进,前轮负责导向.这种驱动方式可以让车子具有更好的操控性.在享受良好运动特性的同时,后驱因为增加了传动轴这一步骤所以增加了动力损耗,因此后驱车往往比前驱车更加耗油,同样的道理也适用于四驱.运动和经济是一对不可调和的矛盾,增加运动性意味着必然牺牲经济性.
最后一个影响油耗的因素是驾驶习惯.驾驶卡罗拉和驾驶宝马3系是两种不同的感受,由于卡罗拉主打经济性,车辆自身会规避各种高油耗行为,因此导致了加速缓慢等情形.驾驶宝马3系则是另外一种感觉,由于3系出色的运动特性而常常使车子维持高功率、高转速区间工作.
实际上,目前没有任何的证据证明大排量一定是费油的,在每一款发动机效率都十分接近的今天,根据能量守恒定律也能了解大排量发动机并不费油.只是由于全球各地采用的排量税政策,导致所有的舆论都偏向小排量一方,不明就里的群众也往往被一些传闻所误导.加上很多厂商在宣传小排量时往往用最新技术的小排量发动机对比相对落后的大排量发动机,因此误导大家走进了大排量费油的误区.
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参考文献：
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