[转帖] 我们来聊聊那些汽车上的高新技术吧

喝杯茶，慢慢聊吧。
我们先聊聊：涡轮增压，真心火热的话题
    涡轮增压在技术实现上分为机械增压，惯性增压，废气涡轮增压，我们主要聊聊最主流的废气涡轮增压。当然我不是神马专家，个人是个技术爱好者而已，就是按照自己看书的一些知识理解。以下皆为自己的理解，但是确实有查证过资料的。
    涡轮技术发明于上世纪初期，主要在二战时期得到大力发展，应用于活塞式螺旋桨飞机的发动机，用于解决飞机高空进气的问题。
    发动机的本质是燃烧汽油然后将能量转化为动能，初中我们就学过，啥玩意燃烧都要空气中的氧气，所以发动机必须进气来给汽油燃烧，为此产生了发动机排量这个概念，发动机的排量是个很重要的指标。发动机的进气量无法大于气缸容积，汽油要燃烧所需要的空气有个比例范围，空燃比在12～13时功率最大（1份汽油配12-13份空气），低于这个比例时油更多也是浪费，没有空气给汽油燃烧。涡轮增压的意义在于可以给有限排量的气缸增加更多的进气量，就像鼓风机可以让炉子烧得更旺盛一样，涡轮的增压-增加进气量的行为可以让发动机在有限的排量里进更多的空气燃烧更多汽油。
    涡轮增压发动机的升功率是自吸机器比不了的，而更让自吸发动机汗颜的是涡轮机的扭矩输出。现在民用市场上升功率最高的大概是凯迪拉克ATSL的2.0T发动机,峰值205千瓦，最高扭矩400NM。凯迪拉克自己的3.6L自吸发动机最大扭矩才374NM。由此可见涡轮增压的暴力。但这等都是小儿把戏而已。
    1988年的F1还是1.5L时代，迈凯轮车队祭出本田神器-MP4-4，统治全年F1赛场。其引擎之狂暴无人能敌，引擎的提供者本田对于其标称功率含糊不清，从600-1000都报过。传闻有好事者测试过发现此引擎极限达到1500匹，升功率1000匹马力！（但是用一场就报废）。又据说美国人对此表示淡定与不屑，美国人热衷的Top Fuel直线加速赛上有8.2升的增压引擎，马力达到8500匹，并且用超过10秒就爆炸。
    扭矩和升功率的强势是涡轮发动机的绝对领域，航空科技乃至航天火箭科技级别的疯狂是涡轮增压的魅力所在。自然吸气完全无法比肩。但是自然吸气引擎也有自己的领域，用排量来解决问题（美国乡巴佬欢呼，排量就是一切，题外话，在美国的同学不知道有木有同感，美国乡巴佬真心多）。如果抛开相同排量这个前提，深度审视涡轮增压技术，用在民用汽车上，涡轮增压这玩意很很文青很纠结。涡轮理解的误区很多，比如说涡轮车省油，给力，比较环保等等。
    实际上在同样的重量和轮胎的情况下，无论从设计原理上还是运作工况上分析，涡轮车费油就有，省油肯定是扯淡的，这看你怎么去理解这个事情。
    带T的一般是1.4L跟1.8的比，带T的有省的时候，比如怠速，比如温柔驾驶，温柔到不启动涡轮的转速，又要问了，不动涡轮，那这1.4T不就是个自然吸气1.4L了，答对了，这样省油么，比1.8的要省。你说涡轮车1.4L应该要达到1.8的动力，这也对，动力是有的，不过你达到了那个动力输出油耗肯定比1.8省不了只有更多。为啥？你转速高啊。
    想要马儿跑，又想马儿不吃草不可能，那么少吃草，这或许是合理要求。怎么样情况下才可以做到少吃呢？动力本质上是汽油提供的，让每一滴油都充分的燃烧做功，这样就可以提供最多的动力-发动机效率好,这肯定是正确的想法，而发动机设计师们确实也是这么想这么做的。
    但是涡轮机器有做到这样么？大家观察涡轮增压的车都有个特点，就是排气管黑，为什么呢，因为涡轮增压的发动机在要启动涡轮而涡轮没有充分运作的那个阶段的工况是非常的糟糕的，发动机使劲的多喷油以相应油门，发动机设计上安排此时要尽量快的达到涡轮的工况需要的排气量和温度，但是涡轮没有完全驱动的时候进气量完全不足，这就导致不充分燃烧，如果拆掉三元催化器，群众会喜闻乐见的看见汽车像老式拖拉机一样冒黑烟，实际上涡轮车的工况确实类似于柴油机~~，雾霾如此妖娆，在颗粒物排放这块，涡轮车肯定要记上一功的，这些黑烟主要由颗粒物构成主要是碳，自吸发动机没这个事情，这些碳都是烧掉了的，所以自吸机的气体排放比涡轮机多，但是颗粒物肯定比涡轮机少。当然国家政策只管气体排放不管颗粒物。我们说啥来着，油耗，话说涡轮车既然燃料的燃烧都不充分，凭什么省油啊。如果说上面那种工况毕竟只是一会会，那么我们说说在涡轮正常运转的时候，涡轮会大大提高进气压力，当空气被高比例压缩后会产很高的生热量（原理等同于冰箱压缩机），解决的办法是中冷器，在涡轮与发动机之间冷却温度。但是整体来看，增压发动机的正常工作温度和转速都要高于自吸发动机。
   动力来自于汽油的充分燃烧做功提供的能量，无论是驱动涡轮，还是多余的冷却，这都是要能量的，能量来自哪呢，汽油呗。那么根据能量守恒定律，汽油提供的能量是一定的，涡轮车因为转速高，摩擦和发热的损失还更多，如果不费更多汽油又哪来的那么多能量。还有种说法叫废气循环燃烧，就是说废气里面有燃烧不全的部分，涡轮把他返回到气缸里二次燃烧。这不闲的蛋疼么，何不做好发动机让汽油一次性燃烧完全非整那么多事情。自吸机器一样有歧管废气循环，这个是为了排放不是什么二次燃烧的需要。无论从理论上还是实际上，涡轮车都是比同排量自然吸气费油的，实现相同功率的情况下也比更大排量费油。
   大排量机器省油的原因是在相同输出情况下比小排量机器的转速低得多，耗费在活塞和缸体的摩擦方面能量少（转速低，活塞往返次数少），小排量在怠速情况下比较省，因为转速也低，由于活塞曲轴等运动部件轻而小，惯性消费的能量也就少，但是只限于怠速情况，要比较这个，大家的汽车也就是都别走了在那摆着吧。
   我们印象中的大排量车费油，并不是因为大排量发动机费油，而是因为大排量机器往往装在大车上面，车重和硕大的轮胎才是油耗的根源，我也知道1.4T的速腾比悍马H2肯定是省油的，悍马H2自重3吨，比东风5吨半车头还重，咱们要比较不带这么不要脸的对不对。速腾1.4T自重1.3吨，接近的卡罗拉也是1.3吨，卡罗拉工信部油耗6.2 速腾6.9.至于实际油耗，速腾是可以开出12个油的神车哦。
   涡轮增压可以在小排量上实现更大的扭矩和功率是事实，但是这是以更高转速，更高油耗，复杂而麻烦的设计来实现的，工业设计角度来说，在达到目标的前提下，把机器设计得复杂是简单的事情，设计得简单却是复杂的事情，更是能力的体现。法拉利的新款车依然是自吸引擎，问其总设计师为什么不用涡轮增压？答曰：那种东西是为达不到目标的人准备的。其实他还有个事情没说，涡轮增压对于法拉利这种追求性能和操控的车来说，动力的迟滞是致命的缺陷。
   涡轮增压必须先驱动涡轮获得增压，然后跟进喷油获得能量，这个过程尽管很短暂，但是始终能够被人感受到，把涡轮车造得跟自然吸气车一样没有这个动力迟滞是工程师的梦。所以我们在媒体上可以看到很多高端的涡轮车，评测的时候都会说其“像一台自然吸气发动机一样”说的就是这个事情。但是最终只是像而已，机械涡轮可以做到没有迟滞，废气涡轮永远不可能，只能用补偿的思路来减少这个感觉。
   涡轮增压另外有个致命问题，那就是不耐用（本田用一场就换的神器和美国人那种可以开爆炸的玩意我们不讨论）。
   日本子和美国人对于涡轮车的态度都比较暧昧，日本子是早就玩这个玩腻歪了的，美国人对于涡轮车更不待见。美国人用车，各种从东海岸开到西海岸又开回来，从66号公路时代到现在洲际公路，美国人就是这么蛋疼的喜欢长途跋涉。日本车早年刚进入美国市场，很容易被开到烧缸，坊间传说日本工程师把车弄回家研究的时候都流眼泪了：日本人如何可能有这么广阔的平原把车开到烧缸。（在日本开个车犹如开在航母上，一不小心就开海里去了）。这样的用车环境里，涡轮是不可能有什么市场的，耐用性太致命了。
   坐过很多次非洲难民头脸的黑的士，这些车的机械里程表基本都是一排9......早就失效了，实际上的里程只能用猜的，据黑的士司机同志猜测，基本上应该都已经是百万公里了。这些车绝对不可能是带T的。据说速腾 帕萨特都做过的士，然后被的士司机骂成渣子，6-7万公里就要换的涡轮成为一个致命缺点。
   涡轮增压提供了发动机在小排量情况下巨大的性能想象空间，我觉得这是对涡轮的正经评价。在中国，涡轮增压的最大意义在于税费。1.5的排量可以获得2.0的性能，然后只需要交1.5L的消费税。真金白银就这么省下来了，至于以后的事情以后再说吧
。

楼主说的挺好的。对turbo技术做了比较完整的介绍。不过车子毕竟是个系统工程，涡轮增压技术只是其中很小的一个部分，涡轮增压的优缺点并不能完全套用到一个车子上去，毕竟说费油可以上直喷，说加速不线性可以调教变速。。。期待楼主以后的大作

现在涡轮的稳定性好多了，有环保法规限制逼着都上涡轮了，质量自然就上去了

确实，由于国家没有颗粒物排放的法规，只是限制碳排放，涡轮车也就坦然的对着大气排放那些没有充分燃烧的碳PM2.5。

不过话说回来，你的理解肯定不对。
涡轮机的问题不在于质量，而在于解决问题的思路，涡轮属于用一种复杂的设计和机构来完成简单的任务。永远也不可能有比自然吸气更可靠耐用的涡轮机，这是事物本质决定的，无论工艺还是材料上的升级都是补偿思路，弥补设计的缺陷。
所以说，涡轮车最实际的就是省了税。其他的一无是处，比起大排量，更贵，更费油，更不环保，难以维修，更不耐用，还比大排量更重~~ 。

这哪是那些啊，光是涡轮增压啊

那好我们再聊聊：缸内直喷   这个玩意跟涡轮一样，属于神车党吹嘘出来的高新技术，其实老旧得很。
缸内直喷和涡轮增压的历史差不多，最早也是出现于活塞式飞机上，目的是提高压缩比。
现代意义上的电子控制式缸内直喷先行者是三菱，国内最早是奥迪。奥迪的缸内直喷有分层燃烧设计，国内是没有的，国内的油品不能满足。
缸内直喷的优点有2个，一个是提高压缩比，二是在低速的时候可以少喷油实现稀薄燃烧，省油。几乎所有的实力车厂都有自己的缸内直喷技术发动机，厂商青睐直喷技术的本质的原因在于可以提高压缩比。压缩比是和机械效率成正比的一个指标，压缩比高则热机效率高。市场上压缩比最高的应该是马自达创驰蓝天，压缩比13:1，现在涡轮增压盛行，大多发动机压缩比都已经降低到10以下，马自达这个搞法确实另类，所以也就不好卖（看看福特随手搞一套涡轮加双离合，立马就热了），创驰蓝天名字恶俗了点，技术确实很实在。
缸内直喷这种思路来自于柴油机。对于汽油机，提高压缩比永远和爆震这个词关系密切，爆震的产生是由于高度压缩的油气混合物达到了自燃温度，传统的歧管电喷发动机，就算用100号油，压缩比在11附近也就不可避免的爆震，缸内直喷在压缩行程中段喷入常温的油，起到冷却作用，这样就可以进一步提高压缩比。
缸内直喷发动机的缺点有三，一个是发动机积碳严重，远普通发动机脏得快也脏得厉害，那个油泥根本洗不干净。二个是由于其思路来自柴油机，工况也类似，导致噪音也类似柴油机，尤其低速噪音十分恶心。三个是油品适应性不好，必须清洁低硫的汽油，因此纯进口的奥迪，要改喷油嘴，否则随时趴窝。当然最后这点属于国家的问题。

老兄有点过于追求极简主义了。
如果能达到同样的效果，简单当然比繁复好，这是真理。不过在实际应用上，如果能用简单的设计和工艺达到复杂设计的同样效果的话，恐怕也没人愿意去故意弄个复杂的东西出来。具体到车子这个东西，其实我本人是自吸的忠实拥趸，哪怕家里老爸和老婆都在开turbo（老婆的还是我选给的），到现在我自己开的也是自吸车。对我而言，我最喜欢的动力总成是自吸+无级变速，喜欢的是开着不急不躁，慢悠悠把速度晃上去，发动机一点不嘶吼，一点不吃力的悠然自得的那种感觉。我也很怕麻烦，所以自吸吃粗粮、耐操的特性也是我很喜欢的。不过对于自己再喜欢的东西，我觉得也还是需要秉持一个相对客观的态度。新技术取代老技术是一个客观存在的过程，就像内燃机取代蒸汽机一样（当然不能算完全取代，不过在很多情况下算是取代了）。当然这需要伴随着工艺、材料、设计等多方面的进步才能达到。目前来看增压技术不存在完全取代自吸技术的条件，毕竟自吸也在吸收新东西也在进步，但是如果科技进一步发展，很难说自吸技术会不会彻底让位
像涡轮增压这个东西，虽然我觉得现在厂家的宣传口径普遍扯淡，但是相对自吸在很多时候还是有优势的。涡轮确实费油，但是现在没有谁是单卖涡轮的，都是涡轮+直喷+普遍先进点的变速箱，这一套组合拳下来，油耗比相同输出的普遍老旧的自吸+电喷+6AT，还是省油不少的。家里曾经有的+现在有的，1.6、1.8、2.4、1.0、1.2T、2.0T都开过，再加上有时开开同事的，虽然说不是绝对，但是只要不飙车，正常开，涡轮增压的油耗确实相对自吸有优势（比较遗憾的是没开过创驰蓝天，我个人一直觉得现在自吸也需要吸收一些新东西才能抗衡增压）。关于耐不耐操，虽然自吸还是有优势，但是已经不明显了，可能现在最大的优势就在于对油品的要求比较低，更符合天朝的国情。。。至于动力，那本来就是turbo之所以存在的理由。最近这几年，turbo发展的远比自吸要快，尤其看看每年的世界十佳发动机，自吸越来越少了。至于超跑，虽然自吸还是主流，但是就在今年，法拉利还是发布了涡轮增压超跑california T。。。
说到底，技术的好坏并不是完全看技术本身的优劣，更多的还是看宏观政策的影响。在对排放控制日益严格的今天，我觉得像米国那样的大排量自吸车只会越来越少，turbo技术还是那个可能性更大的解决方案。至于存在的问题，慢慢解决吧

关于涡轮增压和自然吸气各有千秋了，自然吸气引擎优点：成本低，低油耗，稳定性好，维修简便，零件便宜，寿命长。但是在同等排量和缸数的情况下性能不高，驾驶快感低！
涡轮增压引擎优点：高性能，在马力输出一样的情况下油耗低（3.0N/A = 1.8T）！但是成本高，稳定性差，维修麻烦，零件贵，寿命短。
如果是有钱人，那么肯定涡轮好。但是普通老百姓还是自然吸气省心省钱！

在马力输出一样的情况下，turbo肯定比大排量油耗高。