带T发动机省油还是费油？从今往后别争了

【写在前面】

“涡轮增压到底更省油还是更费油？”

自从我当试车员开始，不知道有多少人问过我这个问题，但一直都没有系统回答过。不过在知乎上看到一个问题“涡轮增压发动机与同动力水平的自然吸气发动机相比，节油的优势明显吗？”，我决定克服一切困难，把这个问题彻底终结掉！

如果有读者对文章有异议或没明白的，可以关注我们并留言。

【问题其实很简单】

涡轮增压（俗称“带T”），就是用涡轮往气缸里泵更多的空气，配合等比的燃油，明显提高发动机功率的方案。在这种情况下，气缸的工作压力、温度都会提高，更容易发生爆震。

一台自吸发动机装上涡轮后，为了控制爆震，就必须降低压缩比，而且还得对点火时刻进行修整，缓和气缸燃烧工况。这么一来，燃烧效率也就随之下降。而且，增压越厉害，压缩比就越是要降低。举个大家耳熟能详的例子，宝马320i和328i的发动机都是2.0T，很多人天真地以为320i刷个程序就可以成为328i，其实发动机是不一样的，比如压缩比。盲目提高320i的增压值的话，爆震等着你呢。

图：320i和328i的活塞也不一样

总之，无论过程多复杂，只要效率下降，就意味着油耗上升，所以单纯地讲，带T的会更费油，而且增压越凶越费油。钻石般清晰的结论，没啥好争论的了吧。

【现实中为何带T更省油？】

现实中很多带T的车子的确表现出更好的燃油经济性。大家难以相信，哪有技术越先进，车子越费油的呢？

出现这个现象的主要原因是：带T的同时，降低了发动机排量~

诺诺打算把今天的帖子写成两部分，想粗浅了解的，记住结论就可以返回了；接下来的篇幅，写给渴望充电的铁杆诺粉，别怕，依然是诺式技术风格，智商正常的就木有阅读障碍。

【一张神图帮你看透发动机】

提到发动机分析，有个图叫“万有特性图”，光看名字就很NB。很多人尝试把它普及给车主，但效果都不大好，诺诺今天重蹈前人覆辙，用诺式语言把这张图刻入诺粉脑子里。

发动机工况可用两个主要参数描绘，一个是转速，另一个是扭矩。（估计有人说功率，功率不是一个基础参数，它是由转速和扭矩计算出来的，工程界更爱谈扭矩，改装圈则尤爱讨论功率或马力）。

转速作为x，扭矩作为y，我们就能在一张二维坐标图中，标出发动机的工作点。

图：二维坐标图

我们把油门踩到底，就可以测出各转速对应的最大扭矩。把这些满负荷工作点组成的曲线，圈内称之为“外特性曲线”。它就是发动机的能力极限，这根曲线以下，没有问题；以上的部分，臣妾做不到啊~

图：外特性曲线

好，我们开始引入第三个重要参数——油耗。既然知道扭矩、转速，当前的耗油也能测出来！于是，傻傻的工程师把曲线以下的区域划分成几百个格子，也就是几百个独立工作点，不厌其烦地测量每个工况的油耗率。最后把结果填入格子，就是下面这个效果（实际上更密集）。

图：写满油耗的外特性曲线图

好复杂啊！别急，如果把这些油耗看成高度的话，表格就变成3D的了，你可以想象成每个格子里都有一栋楼，只是楼高不一样罢了，类似下面这张图。

图：高楼林立

为了便于查阅和交流，工程师把油耗率相同的点连起来，构成类似地理上的“等高线”，这下子就清爽多了，于是有了大名鼎鼎的发动机万有特性图。

图：发动机万有特性图

最小的那个圈圈，就是油耗最低地带，燃烧效率最高。任意驾驶风格和工况，都可以在图上找到对应点，并判断有多费油。下图里，我例举了几个常用工况，没想到吧？

图：行驶工况点位举例

可能有人会误解，为啥看上去120km/h比80km/h更省油？今天暂不展开，否则就跑题了，对于今天的话题，大家只要知道这些等高线等效于发动机工作效率即可。工程师希望车子更加省油，就会尽量把常用工作点设计在最佳油耗区附近。

如果你搞懂了万有特性图，鼓个掌~ 我们继续聊“为啥带T更费油”。

【单纯增压对油耗的影响】

我以某款2.0L自吸发动机为例，配图说明。虽然示意图都是我手绘的，但都真实有据，只是考虑到数据保密，不便直接挂原图。

图：某2.0自吸发动机的万有特性

这台发动机很厉害，在测试中输出可以超过200Nm，牛米数能超排量100倍的发动机很少的哦~。

如果经常跑120km/h，换挡点不低于3000rpm，那么你的行车常用工况区域大致是下图这样的。如果你平时很少上高速，不到2500rpm就升挡了，常用区域就只有下图阴影的1/4那么大，而且更靠左下角。对于时不时地板油一下，拉个高转速超车，都不是能够长时间持续的，这里不作为常用工况考虑。

图：常用工况区间的分布位置

如果工程师给这台发动机加上涡轮，发动机峰值扭矩提升到255Nm，那么这张图就变成下面这样了：

图：2.0T常用工况的分布位置

增压后的发动机，等油耗曲线其实是差不多的，最佳油耗区还在原位，只是外特性曲线以上又扩出去一些“新区域”罢了。发动机之外的其他地方如果都不变的话，那么常用工况区域也不会变。

前面提到了，降低压缩比来抑制增压带来的爆震，一些工况下还会退点火角，这些措施都会降低燃烧效率，增加油耗，所以你仔细对比上面两张图，会看到等高线上的油耗数值，是有细微差别的。

于是，结论来了，如果单纯在原有发动机上加涡轮，其他都不变，驾驶习惯也不变，油耗会有所增加，因为发动机效率下降了。而现实中，驾驶者感觉动力充沛，更舍得踩油门，陶醉和炫耀推背感，实际的综合油耗则会更高。

【小排量增压是什么鬼？】

简单地加一个涡轮，动力强劲了，油耗却上去了，工程师怎么办呢？于是小排量增压1.5T发动机问世！

这台1.5T，可以理解成2.0T发动机缩小25%后的产物，这种等比缩放，经常用于发动机设计开发。那么就可以直接把前面那张2.0T的万有特性图，纵向压扁25%，得到1.5T的版本，峰值扭矩仍是200Nm出头，油耗值也会相应低一点。

图：1.5T发动机的万有特性图

可能你还看不出更多端倪，不急，把常用工况区域加进去，就豁然开朗了。

图：1.5T常用工况的分布位置

哦yeah！由于油耗等高线向下整体“压扁”，最佳油耗区终于进入了常用区域，而且还引起了整个常用工况区域的油耗全面降低。

所以增压后要油耗回归，还得启用小排量，因为小排量发动机的最佳油耗区更靠下，或者说“更接地气”。

【关于变速箱调整】

大家也发现了，终极目标就是要让“最佳油耗区”和“常用工况区域”遇到一起。聊了这么多，我们一直是让前者去将就后者。懂变速箱读者可能会问，为什么不通过更改变速箱的齿比，抬高后者，去将就前者呢？

图：通过降低主减速比改善油耗

这里涉及到一个储备扭矩的概念。降低主减速比，在同样行驶状态下，发动机会更费力，整个常用工况区域的确会向上拉伸，直到覆盖最佳油耗区（如上图，主减速比从4.5变为3.3）。这样的确会比较省油，但是工作点太接近外特性曲线，在你需要加速超车时，就会发现动力不够，车子肉更容易遭吐槽。

【写在后面】

为了聊清这个话题，我花了不少时间画图，我觉得手绘版直接贴上来可能更有意思，希望可以帮助大家理解。

刚才举例的是用1.5T达到2.0L自吸的效果，如果技术再NB一点，继续下探排量到1.4T、1.3T，“接地气”效应就会更明显，油耗也会更出色。

如果下探到1.2T会怎么样呢？油耗会有质的飞跃，因为4缸可以变为3缸了，整整省掉一个缸也！这意味着发动机更小，机油、冷却液更少，热损失更小，热车过程更快，要知道发动机自身热损耗也来自燃油消耗啊；此外，发动机进一步大幅减重，轻量化继续带来燃油经济性。

以BMW的3缸双涡轮发动机为例，这个1.5L的发动机架构用作汽油机，可以榨取60~80Nm/缸（注意是每个缸！），如果用作柴油机，则可以达到75~110Nm/缸，注意，也是每个缸！

图：BMW的3缸增压发动机

图：400马力三缸发动机，轻到令人发指

所以说三缸增压才是未来的趋势，而且依然可以靠强大的NVH技术做得很平顺，好多豪华品牌饱受吐槽的“8缸、6缸变4缸”，其实还算“厚道”的了。

此外，如今的增压发动机往往会同步搭载各种新技术，直接提高燃烧效率，比如缸内直喷、分层燃烧、可变气门升程等等，这些技术作为辅助手段联合应用，大幅改善了增压发动机的综合表现，让增压机得以迅速普及。

至于变态的宝马，技术玩到登峰造极，甚至用喷水的方法来抑制爆震，获得更加激进的点火提前角，把增压机的燃烧效率捍卫到极限。

现在，圈内的工程人士提到增压机，默认考虑直喷和小排量等节油措施，再也不会单独把“增压”单独提出来谈论油耗了。所以“增压是否省油”已经成了一个过时的问题。

诺诺总结：关于带T省油还是费油的争论，到此为止。