在過去的15年中，內(nèi)燃機(jī)（特別是汽油機(jī)）取得了很大的進(jìn)步。由于二氧化碳排放法規(guī)的限制，工程師們?cè)谄桶l(fā)動(dòng)機(jī)上使用了才有發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的直噴和渦輪增壓。這些技術(shù)使得在發(fā)動(dòng)機(jī)小型化（排量減少及減少汽缸數(shù)量）的同時(shí)保持了跟以前大排量發(fā)動(dòng)機(jī)一樣的輸出。另外，更高的輸出扭矩使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以匹配更寬泛的齒比范圍和齒比數(shù)的變速箱，得以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)。因此各大主機(jī)廠都在進(jìn)行downsizing，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)大行其道，甚至奔馳E級(jí)都用1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)了。然而，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)真的省油環(huán)保嗎？

圖 小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的運(yùn)行區(qū)間

如圖左邊所示，為某一款小排量渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速扭矩圖，淺灰色是自然吸氣區(qū)間，深灰色是渦輪區(qū)間。由于NEDC工況的特殊性，發(fā)動(dòng)機(jī)往往在中低負(fù)荷下工作（藍(lán)色），為了達(dá)到NEDC的排放和油耗法規(guī)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)在低速低扭區(qū)間都會(huì)有最好的二氧化碳排放表現(xiàn)，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)就具有優(yōu)勢(shì)，只要讓發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盡可能在NEDC工況中不使用，油耗表現(xiàn)就接近小排量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，這使得車輛認(rèn)證時(shí)會(huì)有很低的油耗表現(xiàn)。當(dāng)然，在實(shí)際使用中，不可能永遠(yuǎn)使用在如此低的工況下，一旦進(jìn)入了渦輪工況，變工況頻繁且需要給渦輪降溫等等因素，加濃噴射的區(qū)間較大，所以實(shí)車油耗會(huì)高一些，排放也會(huì)差很多，這就解釋了小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)并不環(huán)保這個(gè)觀點(diǎn)。

（PS：對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來說，120km/h定速巡航為中轉(zhuǎn)速中負(fù)荷）

然而，2017年9月1日起，WLTC開始對(duì)所有在歐洲上市的新乘用車生效，而從2018年9月1日開始，WLTC將對(duì)所有新注冊(cè)車輛生效。中國也于2019年7月1日開始陸陸續(xù)續(xù)實(shí)行WLTC工況。WLTC使用了更高的平均速度，更激烈的加速和減速，更嚴(yán)苛的測(cè)試規(guī)范，以及使用了更好的設(shè)變以提供給消費(fèi)者更準(zhǔn)確的油耗，如圖中間所示，綠色區(qū)域?yàn)閃LTC工況，對(duì)于小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來說，渦輪工況明顯增多，尤其在急加速急減速的工況中，油耗惡化明顯。因此，WLTC工況下小排量渦輪油耗和大排量的自然吸氣會(huì)接近。根據(jù)SAE的研究，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)從NEDC切換到WLTC后，油耗上升0.6L到1L，而大排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)油耗只上升0.2L到0.5L。

然而，面向未來，最大的改變是使用了實(shí)際駕駛法來測(cè)試排放-RDE，這項(xiàng)測(cè)試需要在實(shí)際道路上采集排放物，而不是在實(shí)驗(yàn)室里。由于這個(gè)測(cè)試沒有固定程序，在路上行駛的時(shí)候有很多隨機(jī)性，這就需要發(fā)動(dòng)機(jī)在全域工作范圍內(nèi)都能滿足排放法規(guī)需求，如圖中紅色區(qū)域。對(duì)于裝配有三元催化的汽油機(jī)來說，這個(gè)新的排放法規(guī)需要發(fā)動(dòng)機(jī)一直工作在最佳空燃比。通過注入過量空氣來提高扭矩，和使用加濃混合氣來保護(hù)渦輪與催化器的方法將不能再使用。對(duì)于小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來說，如果不采用其他改進(jìn)措施的話，扭矩和功率將會(huì)下降。

所以，現(xiàn)在歐洲的主機(jī)廠不再強(qiáng)調(diào)downsizing了，改叫“合適的尺寸”，也就是適當(dāng)增加排量來保持發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。最典型的是奧迪的EA888 Gen3B發(fā)動(dòng)機(jī)，用2.0T替代原來的1.8T，不再一味的downsizing，而是通過各種技術(shù)加成，保持或降低最大功率扭矩，著重考慮全工況的油耗與排放。但這種方案受制于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和車內(nèi)空間的影響。

大眾EA888進(jìn)化路線圖

其他可以改善全負(fù)荷工況的方法是EGR冷卻，也叫低溫EGR系統(tǒng)，降低全工況的NOx排放。以及用缸內(nèi)噴水策略替代傳統(tǒng)的加濃噴射策略，通過水來吸收燃燒室的熱量，抑制NOx的排放，也可以保護(hù)排氣系統(tǒng)和防止催化器的劣化。

寶馬缸內(nèi)噴水技術(shù)

由此可見，面向未來嚴(yán)苛的排放法規(guī)，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)漸漸失去市場(chǎng)，相反，適當(dāng)排量的自然吸氣或者渦輪增壓會(huì)成為主流，用適當(dāng)?shù)呐帕勘ＷC性能輸出，在中低負(fù)荷下用停缸技術(shù)降低油耗，從而在真正意義上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。