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马力|为什么10万～200万的车都在用2.0T发动机？( 三 )


对于发动机工程师来说 ， 一台发动机拥有多大排量 ， 多少个气缸并非是拍脑门决定的 ， 而是基于一套相对严格的规则 ， 才可以让发动机的热效率最大化 。 其中至关重要的数值就是“面容比” 。
面容比代表活塞的表面积与燃烧室容积的比值 。 这个比例越小 ， 发动机的热效率就越容易提高 。 举个例子 ， 如果缸径过大的话 ， 那火焰横向燃烧的路径就会过长 。 这样一来 ， 在发动机高转速时 ， 汽油被点燃变成火焰并横向填满燃烧室进而向下燃烧做功的效率 ， 肯定是要弱于窄缸径燃烧室的 ， 所以热效率就会受到影响 。
基于面容比的物理规则 ， 发动机缸径和冲程的长度其实是有所限制的 ， 这样一来最优的单缸排量就被限定在了0.33L到0.5L左右 ， 进而四缸的最佳排量就限定在了1.4-2.0L之间 。 这时再考虑到2.0L发动机拥有更高的基础排量 ， 可以允许更广的马力变化范围 ， 所以2.0L四缸就成为了车辆适配的最优解 。
2.0T发动机成本低主要体现在三个方面 ， 其一就是模块化制造 。 一台四缸2.0T发动机的单缸排量是0.5L ， 所以研发出一个0.5L单缸以及适配的硬件周边后 ， 就能通过复制打造出1.5L的三缸机、3.0L的六缸机、4.0L的八缸机甚至是6.0L的十二缸机 。
其中1.5L三缸机可以看作是2.0L四缸砍掉一个气缸的产物 。 3.0L六缸机则可以看作是2.0L四缸基础上增加两个气缸（直列六缸）或者两个1.5L三缸共用一套曲轴的产物（V6） 。 而两台2.0L四缸共用一套曲轴则可以生产出4.0L的V8引擎 ， 更多缸数的排列继续以此类推就行了 。 这样一来 ， 对于一家主机厂来说 ， 只要你研发出了一台出众的2.0L四缸发动机 ， 基本就等于拥有了所有主流排量的发动机 。
全世界不少国家 ， 都会根据汽车排量的不同制定出不同的税率 ， 也就是我们常说的“排量税” 。 而2.0L这个排量 ， 在不少国家的税率划分上都是一个分水岭 。
在我国标准下以宝马3系为例 ， 代号E90的325i车型采用一台218匹马力的2.5L直列六缸发动机 ， 按照国内的消费税率来计算 ， 它需要支付9%的消费税 。 而换代之后搭载2.0T的328i ， 不仅马力达到了更高的245匹 ， 并且消费税率也降低到了5% 。 这还是仅仅是2.5L到2.0T之间的区别 ， 如果是3.0L变2.0T ， 更是可以直接少交7%的消费税！
要注意的是 ， 汽车厂家所标称的指导价中是包含了消费税和增值税的 ， 也就是说如果指导价没变 ， 排量从2.5降低到2.0的话 ， 那么少交4%的消费税将会成为厂家的利润 ， 当然 ， 通常来看 ， 这个4%也会在新车指导价以及后期优惠上反映出来 。
我们已经知道了2.0T可以爆发出150匹到421匹的超广功率区间 ， 同时这个动力也可以满足从紧凑型车到大型车 ， 甚至是性能车等多级别车型 。 所以当如此多的车型来分摊一台2.0T发动机的研发、制造成本的话 ， 那对于以盈利为目的的汽车厂家来说何乐而不为呢？
除了动力和利润以外 ， 2.0T四缸发动机还拥有更轻的发动机重量 。 毕竟相比于以往的大排量六缸自吸引擎来说 ， 就算多了涡轮增压器和中冷器这两个必备元器件 ， 其实四缸涡轮机的重量和体积依旧是有优势的 。
此外 ， 在车辆巡航状态下 ， 四缸机运转的摩擦力理论上也是要小于六缸机的 ， 所以在合适的工况下也会更省油 。
这么来看 ， 似乎四缸2.0T已经无懈可击了 ， 但事实真的如此吗？非也 ， 首先就是涡轮迟滞的问题 。 相比起自然吸气发动机来说 ， 涡轮增压发动机哪怕使用再小惯量的涡轮或者VTE可变截面涡轮这样的高新技术 ， 最终也不可能完全避免涡轮迟滞的问题 。 根本不可能达到自吸发动机200毫秒的当前转速下的最大扭矩响应速度 。
此外 ， 相比起世界上最平顺的直列六缸发动机形式 ， 四缸发动机结构上的缺陷也根本无法与之在平顺性上抗衡 。 所以对于真正讲究豪华驾乘体验的车型来说 ， 即使2.0T发动机的动力足够 ， 但为了更好的动力输出质感也是不会用的 。


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