2.0T发动机哪家强？2.0T发展的过去和未来

BMWCHE/2016-02-26/ 分类：技术解析/阅读：

2.0T已经顺利取代2.4或3.0，成为中国中高端车的黄金排量，十年前欧洲人被即将到来的欧盟排放法规逼疯，被迫用小排量涡轮打开一片新天，不论是无心插柳还是有心栽花。 ...

2.0T已经顺利取代2.4或3.0，成为中国中高端车的“黄金排量”，十年前欧洲人被即将到来的欧盟排放法规逼疯，被迫用小排量涡轮打开一片新天，不论是无心插柳还是有心栽花。总之，中国消费者也开始接纳了这个理念，下至紧凑型轿车，上至大型豪华轿车，SUV、MPV几乎任何车型都跟上了2.0T的风潮。

遥想当年还在纠结涡轮有迟滞、使用不方便等问题，顷刻之间消费者就将其抛到脑后，欧洲人强推的小排量涡轮增压发动机已经成为主流中的主流。最不可思议的是连坚持大排量V6的日、美车企都开始跟风而来（例如雷克萨斯的8AR-FTS2.0T发动机、福特的Ecoboost 2.0T发动机）。

这么多2.0T，能都一样吗？

2.0T并不是现在才有的，三菱Lancer EVO在20年前就用4G63T打出了280hp的马力，民间更是有400hp的各种改装版本，甚至更高；而十年前“T鼻祖”的Saab 93的B207R和B207L发动机（也就是大T和小t）分别做到了210hp和175hp，而今天2.0T发动机依然为200hp，似乎并没有什么进步。情况真的是这样的吗？

从上图数据可以看出，旧时代2.0T的代表4G63T看起来数据更好，这足够键盘党们撸一把了。当然我们看不到的是二氧化碳排放、燃油消耗、污染物排放的数据，更看不到的还有开起来的感觉。

如果你曾经在北京西直门或广州黄埔大道开过三菱EVO，应该会有刻骨铭心的左脚半残经历，除了那个沉重而又极短行程的离合点，更大的问题来自于扭矩释放点，虽然355Nm的扭矩很厚重，但对于日常驾驶来说，我们几乎很难用到3500rpm的转速，低转速下少得可怜的扭矩让我需要频繁减档、催转速，当我要开快起来的时候，能感觉到油门下去了，涡轮转起来了，然后扭矩突然就来了，那种感觉是“鬼打背”，踹一脚的爽快感。兴奋一下还行，但毕竟不适合日常用车。

奥迪那台EA888发动机的感觉，全扭矩的释放点在2000rpm左右。最大的感受是，发动机好像不需要等（以EVO的标准来看是不用等，以今天的标准来看，那就是要等一下）动力就来了，当时很多人在聊涡轮迟滞，恕我直言，我没觉得这台发动机比当时的皇冠3.0来得慢，尽管所有人都说涡轮的问题种种，以日常驾驶来说，这真的是一个不错的输出模式，usage很好，而且开快起来的时候感觉也不错，除了高转区域显得薄了一点，别的真的没什么坏处。开过2.0T的奥迪TT以后，再比一比EVO，觉得同样是2.0T真的是要好好权衡了。

这好像红酒里的新世界酒和旧世界酒的区别，新时代的2.0T只要比怠速高一点涡轮就能介入，起始转速越靠前，输出扭矩的线性就越好，驾驶起来就会越平顺；最大扭矩的输出能一直维持到很高的转速区间，这可以说覆盖了整个我们常用的转速区间，最大加速力持续输出的同时油耗还是维持在一个较低的水平。

这一切是如何做到的呢？

涡轮就有三六九等

如今这个Turbo已经不再是当年那个厚重的巨大的铸铁Turbo了。现今的涡轮都采用小型化设计，壳体变为薄钢材质，加入一些稀有金属使其更耐高温，采用滚动轴承，叶轮材质甚至使用钛合金或碳纤维等先进材料，更轻、更滑，这样更少的废气就足够推动涡轮。

如今的涡轮已经分出三六九等，最老的如旧时代的涡轮，直到现在还修修补补沿用至今，在一些低端2.0发动机身上使用（铸铁缸体、普通涡轮叶片），而中端合资企业产品则会用上更轻的低惯量叶片，和更好的轴承，在数值上能做出同样漂亮（设置更高）的数据，而高端车的涡轮则会用上复杂的装备，例如沃尔沃用两颗小涡轮改善低转速下的扭矩输出，用涡轮+机械增压来解决高增压的问题。

再比如宝马从N20发动机开始，宝马就设计了双涡管技术分了两条气道，将1、4缸的废气合在一条管道，2、3缸的废气合在另一条管道，我们根据四个缸的工作顺序可以知道，这样紧接而来的四个气缸/四个冲程可以衔接起来，气流依次频密冲击涡轮，加上前面的轻质、低阻设计，就能在1000rpm左右的低转速下推动涡轮转动，而对于旧时代涡轮来说，2000rpm能推开涡轮就已经是很厉害的了。

新的B48高功率版的发动机在1450rpm，就爆发出最大的扭矩输出，而且这种扭矩输出是一直持续到4800rpm的，形成一个平原。这个平原，在旧时代的涡轮发动机身上，只有一个突兀的山峰，陡峭得很难在上面站立。

此外，这台涡轮并不是一个严格意义上的涡轮，它是和排气歧管一起铸造的，是一个整体部件，好处是不会有任何其他的气密性问题，也解决了不必要的配合问题，保证精密度，用上双涡管等技术，让四路气流依次冲击涡轮，从而形成稳定的增压力。针对以前旧时代涡轮需要安装timer（熄火后发动机继续工作5分钟来逐步冷却涡轮）的问题，新涡轮专门设计了一个水泵，一旦熄火，水流依然在涡轮里流动，用水来逐步冷却。

燃油喷射，从缸外到缸内

其实，最早的涡轮增压发动机是可以配合化油器使用的（技术宅想不明白负压工作的化油器怎么匹配正压工作的涡轮是吧？自己去google一下这个略显bt的设计），到后来有了机械喷射、进气歧管电喷技术，再到现在缸内直喷家家都在用，从缸外到缸内，燃油喷射已经发生巨大变化。

最早把缸内直喷用进发动机的是日本人，三菱GDI是敢于上马的早期缸内直喷系统，当然后来因为稳定性问题下马了，现在最先进的是德国人，以BOSCH等核心供应商为基础，奔驰M274采用第三代BlueDIRECT直喷技术，一个冲程内最多实现五次燃油喷射；奥迪第三代EA888则采用歧管电喷+缸内直喷结合的技术，能很好地控制低转和高转时的供油量。

但是，以发动机技术闻名的巴伐利亚人更加追求极致，宝马的HPI高精度直喷技术用得上200bar的喷油压力，单个燃烧过程内多次喷射，新设计的六孔喷油嘴，朝向进气门的四个孔各增加10%喷油量，朝向排气门的两个孔各减少20%喷油量，从而使排气门附近的混合气能燃烧的更充分（如何理解？迎风方向增加喷油量可以更好混合，顺风方向减少喷射自然是减少浪费，此外配合缸内紊流，制造有层次的油气，可以理解为点燃后“有后劲”），工程师们的这种一丝不苟使体现出宝马的“Efficient Dynamics”的精髓，能使用户以更低的油耗来获得更高的驾驶乐趣。

配气机构最能分出高下

旧时代的2.0T，如后期4G63T用到的三菱MIVEC，进气可变气门正时已经算是高科技了，而如今大部分2.0T的配气机构已经完全不可同日而语。

判断三六九等，我们可以从一些低端品牌的配气系统找到些端倪，都是可变正气技术，是相位可变还是相位/升程双可变？这是判断九等和六等的基本区别；是进气Cam可变还是进排气都可变？这是判断六等和三等的区别；顶级的较量在于对气门升程的控制，两级可调还是无极调整？奥迪的AVS和奔驰的Camtronic都能做到“高、低”两种升程可调，但是宝马独有的是气门升程无级可调技术，也只有这种工程师情怀泛滥的公司才会出现如此的细腻（我猜宝马的工程师们都是处女座）。

double-VANOS双可变气门正时技术，能根据油门踏板的开度和发动机转速的不同，把握好气门打开和关闭的时机，并且进、排气端都具备调节功能，可以非常好地拿捏发动机进气和排气的时长，从而控制扭矩曲线。Valvetronic电子可变气门升程技术，进气门的扬程通过高速电机来快速调节，能够实现从0.2mm到9.9mm之间无级精准的快速变化，保证发动机在任何工况下都能有最佳的“呼吸”。

替代六缸，甚至八缸

随着宝马上一代7系（F01/F02）的停产，N52B30这台车迷心中有地位的自然吸气六缸发动机也随着停产了。宝马也宣布新的7系(G12)不久将在中国推出搭配2.0T的入门级车型——730Li（已经试到车了，说不错会不会显得被充值了？）。

这台730Li身上的便是最强动力版本的B48发动机，最大功率和扭矩分别是258hp和400Nm。得益于从1550到4400rpm都能爆发出400Nm的宽泛扭矩空间，730Li 0-100km/h加速时间只需6.3s，这是多么了不起的数字啊！要知道搭载3.0T的奔驰S320L的0-100km/h加速时间也要7.1s。这就是宝马一直坚持的“高效动力”的体现，更小的发动机更低的油耗和排放但是给客户确是更高的驾驶乐趣，这是客户利益最大化的最好说明。

小四缸替代六缸，这是欧洲勒脖子排放法规下不得已的做法，工程师们要做的是一方面抑制振动（加平衡轴、改支承胶等），一方面改善其燃烧本质，最好是温顺一点儿。

我个人觉得老美的需求是改变世界的，V8解决的问题无外乎是平顺输出，并不过分追求歇斯底里，欧洲人的想法其实也类似，以沃尔沃的做法来看，2.0T的发动机甚至可以接上当年V8机器的领地，而奔驰也曾在W221代S Class身上试探四缸柴油机，充分证明了工程师对四缸涡轮机的信心。

能代替六缸，NVH方面自然得下功夫，一根平衡轴已经不够了，最好是双平衡轴，用以平衡发动机的二阶往复惯性力，对振动的消除效果是非常理想的。同时新的发动机会采用一体化涡轮和排气歧管（合二为一），一体化曲轴箱等模块化设计的零部件，力求把发动机的共振减到最低。这些都是老机器无法做到的，如果不是重新开发一台新机器，这根本不可能做到，你脑子里还在构建“铸铁缸体+DOHC”吗？那是九等；全铝机身、静音正时链条什么的？那充其量也就是个六等……

现在更变态的是，不少发动机几乎都增加了隔音罩，讲究的甚至在油底壳下面也增加了；势必不让机油泵、皮带轮、水泵等噪音传到驾驶舱。我看到的调研数据显示，变态的中国消费者对舒适性要求是全球最高的，尤其是噪音方面……

2.0T的风潮可谓越刮越大，未来会有更多的新科技融入其中。水喷射技术、水冷式涡轮、可变截面涡轮增压技术等都将一一得到量产，2.0T的分化将会更大。

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