问题

汽车油耗性能发展速度是否几乎停滞? 为什么?

回答
关于汽车油耗性能发展速度是否几乎停滞的这个问题,答案是:并非完全停滞,但确实进入了一个“瓶颈期”,其发展速度相较于过去几十年的飞跃式进步,显得缓慢许多。 要理解这一点,我们需要深入剖析背后的原因。

回溯过去:油耗进步的黄金时代

在上世纪石油危机爆发后,汽车制造商们尝到了“油耗”这根紧箍咒的厉害。为了在市场上站稳脚跟,也为了响应日益严格的排放法规,大家卯足了劲在提升燃油经济性上下功夫。那个时代,油耗的进步是显而易见的,可以用“日新月异”来形容。

主要的进步体现在几个方面:

内燃机效率的提升: 从化油器到电喷,再到更精密的燃油直喷技术(GDI)、可变气门正时/升程(VVT/VVL)、涡轮增压(Turbocharging)等,发动机的每一次技术革新都带来了更精准的燃油喷射和更充分的燃烧,显著降低了油耗。例如,直喷技术使得燃油可以直接喷射到燃烧室,燃烧更充分,效率更高。涡轮增压则能在不增加排量的前提下提升动力,当需要动力时,涡轮介入;当不需要时,发动机可以运行在更经济的工况下。
轻量化技术: 汽车的重量是油耗的直接杀手。通过大量使用高强度钢、铝合金,甚至碳纤维复合材料,车身重量的减轻意味着更少的能量需要消耗来驱动车辆。每一次减重都是对油耗的直接改善。
空气动力学优化: 流线型的车身设计、隐藏式门把手、更平整的车底等,都是为了减少行驶中的风阻。风阻是影响高速油耗的重要因素,空气动力学设计的进步直接作用于此。
变速箱技术的革新: 从早期的手动变速箱、三速自动变速箱,到四速、五速,再到现在的六速、八速,乃至CVT(无级变速器)和双离合变速器(DCT),变速箱档位的增加以及效率的提升,使得发动机能够更频繁地工作在最佳的燃油经济性转速区间。CVT尤其以其平顺性和在不同工况下保持发动机高效转速的能力而受到青睐。
辅助技术: 如怠速启停系统(StartStop System),在车辆停止时自动关闭发动机,启动时快速点火,避免了怠速时的燃油浪费。

为何感觉进步变慢了?“技术天花板”与现实考量

如今,我们似乎不再像过去那样惊叹于“又一款车油耗降低了XX%”的飞跃。油耗的进步主要体现在“小数点”后几位的精进,而不是两位数的跌幅。这背后有几个关键原因:

1. 内燃机技术逼近物理极限:
热效率瓶颈: 内燃机的热效率(将燃烧产生的热能转化为机械能的比例)是衡量其性能的重要指标。虽然现代发动机通过各种先进技术(如高压缩比、均质压燃HCCI、阿特金森循环等),已经将热效率推向了非常高的水平。但内燃机的基本工作原理决定了其热效率存在物理上的上限。例如,汽油机的热效率通常在40%45%左右,柴油机稍高一些。要再有突破性的提升,需要的是颠覆性的技术,而不仅仅是现有技术的迭代。
排放法规的制约: 越来越严苛的排放标准(如国六B、欧七)迫使汽车制造商在设计发动机时,需要平衡动力、油耗和排放。为了达到排放目标,往往需要牺牲一部分燃油经济性。例如,为了控制氮氧化物(NOx)的排放,需要采用更复杂的后处理系统,这会增加发动机的排气背压,从而影响效率。
成本与可行性: 一些理论上能够进一步提升油耗的技术,由于成本过高,或者对车辆的可靠性、用户体验有负面影响,并没有得到大规模应用。例如,一些非常激进的发动机燃烧模式,在实现和控制上都极其复杂。

2. 轻量化和空气动力学的边际效应递减:
材料成本与安全性: 尽管碳纤维等材料能带来显著的减重,但其成本高昂,且在碰撞安全性方面也需要特殊的结构设计。铝合金的应用已较为广泛,但进一步的减重需要更先进的材料和更复杂的工艺,成本也会随之攀升。同时,为了满足日益严格的安全碰撞标准,车辆往往需要增加更多吸能结构和安全配置,这又增加了重量。
设计妥协: 极致的空气动力学设计往往会牺牲车辆的实用性和美观度(例如过于夸张的尾翼、过于低矮的车身)。在满足消费者对空间、舒适性和外观的要求下,空气动力学设计需要在性能和市场接受度之间寻找平衡点。

3. 变速箱技术的成熟度:
档位数量的上限: 传统自动变速箱的档位数已经接近技术极限(如10速、12速),再增加档位带来的油耗提升会越来越小,且会增加变速箱的复杂性和成本。
CVT和DCT的成熟: CVT和DCT技术已经非常成熟,它们在大部分工况下都能提供良好的燃油经济性。虽然还有改进空间,但其效率的提升空间已不如早期那样巨大。

4. 消费者需求的变化与市场引导:
对性能和配置的追求: 相较于十几年前,现在的消费者对车辆的动力性能、智能化配置、舒适性配置等有着更高的要求。这些配置(如大尺寸屏幕、更强的音响系统、更先进的驾驶辅助系统)都会增加车辆的功耗和重量,无形中会抵消一部分油耗优化的成果。
新能源汽车的崛起: 随着电动汽车(EV)和插电式混合动力汽车(PHEV)的普及,人们的关注点逐渐从传统燃油车的油耗转向了新能源汽车的续航里程和充电便利性。这在一定程度上也分散了对传统燃油车油耗“极致化”进步的关注。制造商的研发资源也更多地投入到新能源技术上。

5. 法规“转向”与技术路线的多元化:
“禁燃”预期: 许多国家和地区已经宣布了禁售燃油车的计划(如2035年禁售),这使得汽车制造商在对燃油车技术的投入上更加谨慎。他们更愿意将有限的研发资金和精力投入到能够带来长期回报的新能源技术上。
混合动力技术的繁荣: 许多制造商将提升燃油经济性的重点放在了混合动力技术上。混合动力系统通过电动机的辅助,能够显著降低油耗,并且在法规日益严苛的环境下,也是过渡到纯电动的重要桥梁。因此,我们看到的是混合动力技术的飞速发展,而不是纯粹内燃机技术的“极限突破”。

总结来说,汽车油耗性能的发展并没有“停滞”,而是在现有内燃机技术框架下,达到了一个相对成熟的平台期。 大幅度的、颠覆性的油耗进步已经变得越来越困难,成本高昂且收益边际递减。同时,排放法规、消费者需求的变化以及新能源汽车的崛起,都使得汽车制造商的研发重心发生了转移。

目前,提升燃油经济性的主要方向已经不再是单纯依靠优化内燃机本身,而是通过更先进的混合动力系统、更智能的能源管理以及对现有技术的精细打磨来实现。未来,油耗的进步将更多地体现在电动化和智能化带来的整体能源效率提升上,而不是传统意义上的“油耗竞赛”。

网友意见

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你没有给出数据来证明你说的情况。

我个人倾向你这个问题是一个伪命题,现在有关燃油经济性的发展,我可以举例一些给你知道,有兴趣可以自己百度了解。(举例的不一定是全部,另外提到的具体代表也不一定是全部)

动力系统

小排量涡轮增压发动机——在高速巡航工况下,更低的转速、更小的排量意味着更低的发动机内耗,发动机的动力更多的作用在驱动上(另外涡轮增压的强制进气模式,可以减少泵气损失)。

缸内直喷——直喷技术可以更精确的控制燃油喷射,减少燃油浪费。

稀薄燃烧——提高发动机热效率。【大众国外版EA888】

分层燃烧——提高发动机热效率。【奥迪FSI发动机】

高压缩比——高压缩比是最直接提高发动机热效率的手段。【创驰蓝天发动机】

奥托循环/米勒循环转换技术——在不需要很大动力的时候,发动机进入米勒循环工况,减少燃料消耗,增加热效率。【创驰蓝天发动机、丰田D-4S发动机、本田地球梦发动机】

(汽油机)废气再循环——类似于柴油机的技术,让废气再参与下一次燃烧,减少浪费。

动能回收系统——减速时把动能转化储存,加速的时候再转换释放出来,减少能量浪费。【各种混合动力系统】

自动启停——停车的时候发动机熄火,最直接减少能耗(虽然在复杂路况下这个东西不怎么好用)

变速箱——最新的CVT:一般都是在提高传动效率、减少内耗、增大传动比调节区间、更聪明的逻辑;新的AT:更多档位,增加转速适应;锁止率更高的液力变矩器,减少内耗;更加紧凑,更低的内耗。

混动系统——以丰田为代表的混动系统,电机与发动机相互配合取长补短,最能显著减少油耗。

其他:

轻量化——所有车企都在努力的目标,用更好的材料和设计来达到,甚至超过原先的标准,换取车重降低,也能影响到油耗。【极端如宝马准备大规模使用碳纤维复合材料】

风阻——关于这个,车企对更低风阻的追求还是有的,不过受限于车内实际需要,不可能会有大幅度优化,更多的是一些精雕细琢,反应到油耗上(毕竟有很多因素可以影响到油耗,何况风阻只有高速才有效果)没有那么明显,更多是降低风噪(但又会和隔音有重合,风噪大,隔音好一样听不出来)。【这一代的奔驰S级好像做到了同级别里相当低的风阻系数,有兴趣可以去找找。另外还有比如丰田新卡罗拉一些细小的扰流片设计】

以上可以看出,发展还是在继续,可能那以前相比起来,感觉没那么快了。

另外用CPU的发展来做比较,我觉得不是很妥当,感觉汽车和CPU的差距还是有点大,可比性低。汽车作为一个复杂的工业产品,涉及到的东西非常之多,

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你说的桑塔纳,我在汽车之家上找个一个数据:

工信部是百公里7.9L,97个车主的口碑平均油耗是百公里8.7L

这个是08年款的呢,其实离现在也没有多少年啊。

然后我找了现在在卖的新桑塔纳,看1.6L车型(1.4T车型数据少):

工信部的百公里油耗,手动在6L,自动在6.2L

61个手动车型车主口碑平均油耗是6.4L

49个自动车型车主口碑平均油耗是7.2L

新桑塔纳对老桑塔纳的优势:

发动机:老桑塔纳的1.8发动机非常落后,压缩比只有9.5,一个气缸只有两个气门,还是单置顶凸轮轴。新桑塔纳的1.6发动机,最大扭矩都与之相同,最大功率更是比它略高出9匹。

车重:新桑塔纳比老桑塔纳要轻了100kg左右(当然这里新桑塔纳是比老桑塔纳小一些)

P.S:其实那个时候桑塔纳就是在卖情怀啦,发动机技术真的太老了,动力和油耗都很烂。

其他例子:

飞度换代后的表现:(新车尺寸增加、轻量化、换CVT、1.5地球梦发动机)


还有在国内卖的3代马自达6(阿特兹、睿翼、马6),一代比一代变得更大,但是车重增加不多,油耗一代比一代小(阿特兹上用的新技术多,所以油耗改变非常明显)


关于混合动力的节油,贴出普通凯美瑞和混动凯美瑞的对比:(都是上一代的凯美瑞)

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