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问题

为什么现在小排量涡轮发动机越来越多？听说涡轮增压器容易坏，到底耐用吗？

回答
现在市面上，特别是家用车领域，小排量涡轮增压发动机的出现频率可谓是越来越高了，仿佛一夜之间，各个品牌的主力车型纷纷挂上了“T”的标签。这背后到底是什么原因在驱动着这场变革？而对于我们普通消费者来说，最关心的自然是涡轮增压器这东西到底靠不靠谱，耐不耐用？毕竟，它听起来不像传统的自然吸气发动机那样“朴实无华”。

小排量涡轮发动机为何成为主流？

这背后其实是多重因素叠加的结果，我们可以从几个关键点来分析：

1. 排放法规的日益严苛： 这是最直接、也是最重要的驱动力。全球各大汽车市场，尤其是中国和欧洲，对汽车的排放标准几乎是年年加码，越来越严格。像我们熟知的国六b、欧六d等等，都对车辆的二氧化碳、氮氧化物等排放物提出了极高的要求。传统的自然吸气发动机，想要在满足这些严苛排放标准的同时，还能保持不错的动力输出，往往需要将排量做得更大，但这又会进一步增加油耗，形成恶性循环。
小排量涡轮的优势体现在这里： 涡轮增压器就像给发动机装上了一个“强劲助推器”。它能利用发动机排出的废气驱动涡轮旋转，再通过进气叶轮将新鲜空气强制压入气缸。更高的空气密度意味着在同等排量下，可以燃烧更多的燃油，从而产生更大的功率和扭矩。这就好比，本来你只能吃一碗饭，现在给你一个漏斗，让你能一次性装下好几碗饭，你的能量自然就爆发了。所以，用一个1.5L或2.0L的涡轮增压发动机，可以轻松达到甚至超越过去2.5L或3.0L自然吸气发动机的动力水平。同时，在不需要全力输出的时候，它又可以像普通小排量发动机一样工作，油耗表现也因此更加出色。

2. 燃油经济性的考量： 随着油价的波动和消费者对用车成本的关注，燃油经济性变得越来越重要。小排量涡轮发动机在日常驾驶工况下，由于排量小，理论上燃油消耗会更低。虽然在急加速、高负荷状态下，涡轮介入会增加油耗，但综合来看，尤其是配合更先进的发动机技术（如缸内直喷、可变气门正时等），其平均油耗往往能够优于同等动力的自然吸气发动机。

3. 动力输出的平顺性与响应性： 早期的涡轮发动机确实存在一些“涡轮迟滞”的现象，也就是你踩下油门后，需要等涡轮转起来才能感受到动力爆发。但随着技术的发展，这个问题得到了很大程度的改善。现代的小排量涡轮发动机普遍采用了更小的涡轮叶片、更轻的涡轮材料、双涡管涡轮技术、甚至电涡轮等，使得涡轮的响应速度大大加快，基本能在发动机转速达到10001500转左右就开始介入，提供源源不断的动力。这意味着你在城市通勤、超车变道时，都能获得更灵敏、更充沛的动力响应，驾驶体验会更加畅快。

4. 成本控制与平台化战略： 很多汽车制造商会采用平台化生产策略，将一些核心部件（如发动机本体、变速箱等）设计成模块化，这样可以降低研发和制造成本。小排量涡轮发动机的通用性强，可以适应不同车型和不同动力需求的衍生版本，有助于制造商优化生产和库存。

涡轮增压器到底耐用吗？会不会“容易坏”？

这是大家最关心的问题，也是一个很多人对涡轮增压发动机心存疑虑的地方。简单来说，现代的小排量涡轮增压器，在正常使用和保养得当的情况下，是相当耐用的。 但要说“不容易坏”，那也得看怎么个“容易”法了。

我们得理解涡轮增压器的工作原理，它是在高温、高压、高速的极端环境下工作的。涡轮叶片转速可以达到每分钟十几万转甚至更高，同时它还直接接触发动机排出的高温废气（可能高达8001000摄氏度）。在这样的“炼狱”环境中，它能保持稳定工作，本身就是一项了不起的工程。

为什么会有“涡轮增压器容易坏”的说法？

很多年前，尤其是涡轮技术刚刚普及到家用车的早期阶段，确实存在一些可靠性问题。这些问题归根结底，很多都源于以下几个方面：

1. 过高的工作温度和润滑问题：
涡轮叶片转速极高，与之摩擦的就是发动机的机油。如果机油品质不好、粘度不合适，或者机油滤清器堵塞，都会导致涡轮轴承得不到充分润滑，高温下机油也会加速碳化，形成油泥，最终导致轴承磨损、烧毁。
涡轮熄火后，涡轮叶片仍然在高温状态。如果这时候立即熄火，高温的涡轮叶片会将靠近的机油烤干，形成积碳，日积月累就会影响涡轮的运转。

2. 不当的驾驶习惯：
频繁急加速后立即熄火： 这是最伤涡轮的操作之一。就像上面提到的，发动机高负荷运转，涡轮温度很高，如果立刻熄火，机油泵停止工作，没有机油来带走热量，高温就会集中在涡轮轴承处，导致机油碳化损坏轴承。
长时间怠速或低速行驶后猛踩油门： 同样是低负荷状态下，涡轮转速不高，机油也相对低温。突然高负荷会使涡轮转速骤升，此时机油可能还未达到最佳工作温度和粘度，也容易增加磨损。
不按时保养，机油变质或不足： 机油是涡轮的“生命线”，机油的变质、变稀或不足，都会直接影响涡轮的寿命。

3. 早期技术的局限性：
早期的涡轮增压系统，例如使用普通的水冷或油冷，散热效果可能不如现在。
材料科学的进步也意味着现代涡轮叶片和轴承的耐高温、耐磨损能力更强。

现代涡轮增压器的耐用性如何？如何保养？

到了今天，汽车制造商们在涡轮增压技术上投入了大量的研发，改进了许多方面，大大提升了涡轮增压器的耐用性和可靠性。

冷却系统优化： 现在的涡轮增压器通常都有更高效的油冷和水冷系统，确保即使在高负荷运转后，涡轮也能在短时间内快速降温，避免机油碳化。
材料进步： 涡轮叶片和轴承采用了更先进的耐高温合金材料，能够承受更高的温度和更强的应力。
集成化设计： 一些涡轮增压器与排气歧管集成，缩短了废气路径，减少了热量损失，同时也提升了响应速度。
电子控制技术： 现代发动机管理系统（ECU）能更精确地控制涡轮的工作状态，避免超压和过热。

那么，为了让你的涡轮增压器更长寿，你应该怎么做呢？

1. 选择高品质的全合成机油，并严格按照保养手册要求的周期进行更换。 这是最重要的一点。记住，机油的品质和及时更换，远比你选择哪个品牌的涡轮发动机更重要。
2. 热车： 启动车辆后，不要立刻猛踩油门。怠速一分钟左右，让机油充分润滑涡轮轴承，之后再缓踩油门，逐渐提高发动机转速。
3. “三暖”原则： 很多驾驶经验丰富的老司机提倡“三暖”原则：
热车（冷启动）： 启动后怠速一小段时间。
暖挡： 在挂入前进挡或倒挡前，先在P挡或N挡多等一下，让变速箱油和机油充分进入涡轮。
缓加速： 起步后缓踩油门，让涡轮逐渐介入。
4. “熄火前的保护”： 如果你的车经历了长时间激烈驾驶（例如高速狂奔、连续爬坡、激烈驾驶），或者你感觉涡轮一直处于高负荷工作状态，建议在熄火前，让发动机怠速运转12分钟。这个过程可以帮助涡轮降温，避免机油在高温下碳化。当然，对于大多数家用车的日常驾驶场景，特别是配备了高效冷却系统的现代车型，这个步骤并非“强制性”的，但如果你追求极致的保养，这样做无疑更有好处。
5. 避免长时间低速蠕行： 虽然现代涡轮已经改善了迟滞，但长时间低速拥堵、涡轮转速不高，机油润滑和散热效果也相对差一些。

总结一下：

小排量涡轮发动机的普及是汽车行业顺应排放法规和消费者需求发展的必然趋势。它们在动力、油耗和驾驶体验上都有着不错的表现。至于涡轮增压器是否耐用，答案是肯定的，在当今技术条件下，只要你按照制造商的保养建议，并养成良好的驾驶习惯，涡轮增压器完全可以和发动机一样，陪伴你度过车辆的整个生命周期。 那些关于“涡轮容易坏”的担忧，很多是源于对早期技术的误解，或者是对不良保养习惯的后果。所以，放心地去享受小排量涡轮带来的驾趣吧，只要你用心对待它，它就会给你带来惊喜。

网友意见

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先回答问题的前半段：为什么现在小排量涡轮发动机越来越多？

先看结论的这里：1、自然进气发动机的热效率峰值高于涡轮增压。 2、NEDC循环的常用工况点），自然进气发动机的热效率显著低于涡轮增压。


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简单的说：小排量涡轮增压发动机越来越多，是供给端（车厂）为满足政策法规端（企业燃料消耗量限值、油耗积分、国6排放、消费税）和消费端（动力性、购置和使用成本）的一系列需求，作出平衡的结果。

上面那句显然不够通俗(shuo)易(ren)懂(hua)，那么跳过论证过程，看几个假设情况：

1、人在中东（不是中国东部），刚下飞机。名下产业包括但不限于N个油井，请选择

对不起，拿错剧本了，应该是

——大排量涡轮增压发动机，满足驾驶者一切梦想。


2、人在北美，刚下飞机。有EPA排放法规，没有排量税，油价低。请选择

——大排量自然进气发动机，排量即正义。


3、人在中东（真-中国东部），率先实施国6。交通拥堵严重，电动自行车是通勤速度最快的交通工具。买汽油车是为了遮风挡雨，以及冬天敢开暖风。动力，用得到么，可以吃么？

——小排量自然进气发动机，百公里加速一辈子，一辈子就一辈子吧。


中国人民的主流需求，显然没有以上那么极端。我们希望油耗低一点，但不希望动力大打折扣，购置成本也要合理。而车厂要在符合政策法规的前提下，尽量满足用户需求。

于是近五年来，小排量涡轮增压机型如雨后春笋。主流合资品牌里只有日产动作相对缓慢，导致董事长戈恩被日本检方逮捕（大雾，划掉）。

其幕后推手，是第四阶段中国乘用车企业平均燃料消耗量目标(CAFC)，从2015年的6.9L/100km变为2020年的5L/100km(NEDC循环)。

暂且忽略新能源汽车的折算优惠，以及与车重相关的目标值调整（二者背后的故事都值得再来几篇文章）。我们单看看NEDC循环的特点：

图中红线为发动机外特性，即各转速下，全油门时的扭矩输出。可见NEDC循环里，发动机工况点集中在左下区域，即偏向中低转速、小油门。记住这个特点。

观察同等动力的自然进气和涡轮增压发动机。图中的粗实线仍然为发动机外特性，细线为有效燃油消耗率(BSFC)的等值线（可类比地图的等高线）。等值线上的数字越小，意味着热效率越高。

于是，可以得到两个基本结论：

1、自然进气发动机的热效率峰值高于涡轮增压。

图中的涡轮增压发动机技术更先进（缸内直喷），BSFC最低值约为250g/kWh，而自然进气可以低到240g/kWh。市面上能买到的自然进气发动机，热效率峰值已经突破40%；而涡轮增压发动机，热效率峰值38%以上的凤毛麟角。

2、NEDC循环的常用工况点（图中左下角），自然进气发动机的热效率显著低于涡轮增压。

二者并不矛盾。这也是，NEDC工况下小排量涡轮增压更省油的秘密。

同时，由于缸内直喷技术能抑制爆震倾向，提升可用压缩比，常与涡轮增压一起使用，来获得更好的节油效果。以至于业内一旦提到涡轮增压汽油机，默认带有缸内直喷技术。

可能有人有疑问，NEDC循环源于几十年前的欧洲，是否反映国内的实际情况？那么，我们来看看第五阶段乘用车燃料消耗量的相关要求。

划重点：

  1. 2025年平均油耗目标4.0L/100km(NEDC循环)。
  2. 轻型车的油耗测试循环从2021年起，由NEDC循环切换为WLTC循环，至少持续到2025年。
  3. WLTC循环下的目标值，将从4.0L/100km(NEDC循环)进行折算。

汽油机：


相对于加减速平稳、怠速和匀速偏多的NEDC循环，WLTP循环显然更为激烈。但其是否很好地反映国情呢？简单观察一下，WLTP循环含有超高速工况(~130km/h)，平均时速高达46km/h，明显与中国路况存在差异。

上述问题导致了中国工况(CATC)的诞生。

“……我国乘用车的怠速比例平均值在20%-30%之间，平均速度约为26.5km/h，车辆主要运行在中、低速区间，大于80 km/h的比例非常低。这与WLTC工况所给出的12.7%怠速比例、46.4km/h的平均时速相差甚远。

参考WLTC方法，中国乘用车工况（CLTC-P）去掉了与实际工况不符的超高速行驶部分，将交通量重新划分为3个速度区间，分别对应低速、中速和高速，工况时长共计1800秒，其中低速区间时间比例为37.4%，中速区间时间比例为38.5%，高速区间时间比例为24.1%，平均车速为29.0km/h，最大车速为114.0km/h，怠速比例为22.1%。

中国工况的实施时间表如下。为了协调国6排放的实施，轻型燃油车在未来5年采用WLTC工况。

WLTC工况下，增压发动机仍然具有省油的特点。但由于油耗标准继续加严，增压+48V轻混和深度米勒循环也将陆续与消费者见面。


油耗的故事先到这里，更大的麻烦——

国6来了，同一时间。

相对国5，国6对汽油机增加了PN（颗粒物数量）排放的要求。之前的直喷发动机，措手不及。

PN碳烟产生的主要机理为：燃烧过程中局部燃料过浓（不完全燃烧）。

而当前的直喷喷油器，其雾化效果，并没有宣传中那么美妙。直喷的燃烧组织模式，留给油滴自行扩散的时间不足，导致燃烧室内同时存在燃料（混合气）过浓-过稀的区域。燃烧过程中，燃料过浓的地方，将产生大量细小的碳烟。

主要解决方案有几个：

解决方案1、改善雾化效果，使用更高喷射压力的直喷系统

下图为不同喷射压力的喷油效果。可见喷射压力越高，油滴越细小，喷射范围也相应变宽。

这种方案，从碳烟形成的原理出发，属于治本。综合效果较好。


欧洲在这方面走的较快。2016年，大众在欧洲推出了EA211 1.5TSI evo发动机，使用了更高喷射压力的喷油器（35MPa）。出于“你懂得“的原因，国内尚未引进该发动机。

目前市场上使用这种方案的发动机，通用新一代Ecotec系列机型比较有代表性。泛亚和SGM深度参与了开发、验证、生产、服务的全过程，也算是国内一线汽车品牌技术和体系实力的体现吧。

这代Ecotec发动机在开发初（早到2013年）就预先考虑到潜在的一系列油耗和排放法规，提出“CSS”模块化设计概念，从根本的燃烧架构上进行应对。开发思路从制造优先转变为用户优先，追求单缸排量最优，不再锁定缸心距，降低了重量。

采用统一的新技术概念和构型，如35MPa高压直喷系统。

再加上通用的动力总成开发体系GPDP比较完善——国内也有多个自主品牌引进了通用这套GPDP开发体系，甚至还会当作宣传点来为自家品质背书。


解决方案2：进气道喷射+直喷

早年间是为了解决气门积碳和低负载噪音过大的问题，现在还用来处理碳烟。利用进气道喷射不容易形成碳烟的特点，在中低负荷引入进气道喷射。高负荷考虑爆震和性能，回到缸内直喷。

丰田和大众的部分2.0T使用这种方案，系统相对复杂（增加了进气道喷射系统），并且性能有所妥协（直喷比例变低）。所以一些丰田车型的国六版本性能参数会比国五版本有所缩水。


解决方案3：汽油颗粒捕集器(GPF)

从柴油机讨来的终极解决措施——在排气中增加陶瓷过滤器，拦截颗粒物。当国6的汽油车PN过渡期结束（实行6*10^11限值）以及RDE工况从只检测变为生效状态时，GPF将成为必备措施。

看上去是不是很美好？嘿嘿。

GPF作为过滤器，在使用中会逐渐堵塞，导致发动机性能下降。涉及到在线再生、保养和更换的问题。处理不当，用户后期使用的时间和金钱成本可能很高。

如果原机的颗粒物排放很差，硬上GPF来满足排放标准，如同“先污染后治理”的发展路线，并不明智。


解决方案4、基于现有硬件，进行优化和标定

排放要求提升，油耗又不能增加，动力就要妥协。为了发动机账面数据不太难看，还要尽可能保持某个点的峰值扭矩不降低。如果标定不够妥当，还可能引起机油稀释（产机油）等一系列问题。

部分低成本的自然吸气发动机，以及低功版增压发动机使用此类方案。某畅销A级轿车，使用1.5L自然吸气发动机，国6版的实际动力表现比国5版又下了一个台阶。某豪华品牌的1.5T和低功率2.0T发动机，其额定功率低到不可思议的程度，坊间笑称“涡轮减压“。

也有优点，就是花费少，也能勉强达到国六B。


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然后呢，就是说到问题的后半部分：质量。

质量其实首先是“开发”出来的，以设计打底。然后才是试验和制造出来的。对于全新开发的动力总成，从项目启动到投向市场，需要4年以上的开发周期，保证有竞争力的动力，和10年24万公里的耐久性。

还以通用体系举例好了（我也就比较了解这套体系），由于动力总成开发体系GPDP比整车开发体系GVDP流程更长，其配合关系尤其重要。

GPDP体系下的验证阶段，将会进行8种发动机耐久性试验：

1 整机结构性耐久，相当于整车24万公里。
2 冷热冲击试验，冷却液温度在在23⁰C与115⁰C之间交替。
3 深度热冲击试验，冷却液温度在-25⁰C与115⁰C之间交替。
4 热拉伤试验，使用新机，最小配缸间隙运行到发动机允许最高水温油温3小时。
5 低速耐久试验（全负荷），历时2个半月。
6 发动机冷起动试验，-29⁰C起动，共90个循环。
7 低速耐久试验，注重低速和怠速。
8 自动启停耐久试验，共287500个循环。

不可否认，现在的小排量涡轮机因为排放油耗等各种条框，技术比起自然吸气时代，技术确实复杂，而且对制造的要求也是越来越高。举个例子，比如Ecotec新一代CSS发动机的技术核心之一：35MPa高压直喷系统。这套系统对制造工艺的要求陡然提升，高压油管材质由普通S304奥氏体不锈钢，升级为S32304奥氏体-铁素体双相不锈钢，材料屈服强度翻倍，以应对喷油系统压力由20MPa提升到35MPa。由于系统压力提升，焊接和激光打孔工艺的精度要求也相应增加。

制造难度陡增，可能就是为什么很多人觉得新技术是不是会不可靠的一大原因吧……其实厂商也会相应提升制造上的技术，作为应对之道：“为保证整机的可靠性，上汽通用引入了深度学习算法支持的防错识别和智能激光检测技术，在关键零件上使用追溯芯片，利用大数据实现精确的全过程质量管理。”——这是个“魔高一尺道高一丈”的攻关故事。结果就是，现在的小排量发动机在故障率上，并不比原先的自然吸气发动机来得糟糕，作为消费者没必要有多余的担心。


另一方面，为解决用户对新技术的焦虑，一些厂商延长了质保。通用会给旗下的新一代Ecotec发动机提供8年或16万公里上汽通用的原厂质保，这个里程和时间长度在开发、试验和制造的环节上，早已有预先的耐久性考虑，能全面覆盖到燃油车的大部分生命周期。厂家把这份说是承诺也好、实惠也好给到了消费者这端，而且不但面对第一任车主，如果发生交易，在后面车主身上质保依旧可用，可以大幅缓解潜在车主对小排量涡轮机不放心的担忧吧。


综上，面对所有厂商都大势所趋的发动机down-size过程，和确实在努力提高效率、改善排放的发动机黑科技的应用，作为消费者坦然接受就好，再配合不同厂商的原厂质保政策，也没什么好多余担心的，油耗确实比上个时代的发动机有所降低啊～～
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优点：

1.小排量发动机可以大幅降低整车的消费税成本。

2.小排量发动机在NEDC工况下进行油耗测试时，处于高效率区间。

缺点：

1.小排量导致怠速起步动力不足，由于进、排气风机、中冷器和涡轮的阻碍，起步性能比不上同排量、同年代的自然吸气发动机。比如1.5T怠速起步加速度低于1.5自吸，2.0T怠速起步加速度低于2.0自吸，通常要起步2秒后，两车速度可以持平（后面涡轮增压会反超）；3秒后，两车位移持平（后面涡轮增压反超）。

2.小排量涡轮增压在中高负载油耗恶化严重。虽然中高负载都比较耗油，但用增压器打出来的动力，油耗特别高。所以目前涡轮增压发动机都会把D挡标定的非常佛系，不到1500转就升挡，不断升挡，动力非常差；S挡再厉害，如果你用不起，那就毫无意义。

据我观察，绝大部分人开车时只用到自吸段的动力。涡轮转速比较低，不影响寿命。
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汽油机的可靠性的确会下降，但是柴油机还行，因为柴油机的排气冲程出来的废气温度要比汽油机低，涡轮工作环境相对不那么恶劣。

原因无非是中国实行排量税和基于排量的车船税，部分车企希望通过降低排量税来获得更大利润。还有就是NEDC测试方法脱离实际使用工况，小排量涡轮增压对这个考试特别擅长。

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