“自然”之路，该怎么走？我看丰田全新第八代凯美瑞的发动机策略

丰田全新第八代凯美瑞继续采用2.5升四缸自然吸气发动机，不同于我最初的预期。看到皇冠，汉兰达等车型换代时都采用了2.0T涡轮增压发动机之后，我很自然地相信，丰田，当然也包括其它主要日系品牌，也会加入欧美厂家的涡轮增压体系，放弃自然吸气发动机。

抛开潮流的表象，从逻辑上看，这也是成立的。因为降低油耗是降低二氧化碳排放的充分必要条件，而涡轮增压，是对废气排放能量的再利用，相对于自然吸气发动机，提升了发动机的效率。具体方式是，在维持同等动力效果的基础上，缩小了发动机的体量，即显著降低发动机排量，从而节省了油耗。

☆我自己为什么没有购买涡轮增压车型？

尽管从职业角度讲，对这些信息了解得比较充分，但作为一名汽车消费者，我个人却没有跟随这个潮流，而选择了谨慎旁观。从2001年开始购买私家车，目前我拥有的两辆汽车，采用的都是自然吸气发动机。理由很简单：成本！

我的理解，涡轮增压系统，是一套额外增设的辅助系统，也就是在发动机之外，多加的一套硬件系统。那么就提高了制造成本，这一成本将体现在售价里，由消费者支付。此外，多了一套硬件，就增加了故障发生的概率，也就增加了维修的潜在成本以及为此付出的时间。第三，我在试驾中发现，涡轮增压发动机带来的油耗降低很有限。

最后这点很值得分析。我查阅了美国官方的一则科普文章，一辆汽车的能耗，从发动机输出的实际效率，大约是28%～32%。这可以视为汽车发动机的所谓“热效率”。也就是按照热值来计算燃料的全部能量的话，其中只有28%～32%被发动机用于动力输出。然后，在传动系统中又损耗了5%～6%，水泵、发电机又用掉4%～6%，到车轮，就剩下18%～25%了（数字包含了约略后的误差）。从中可以看到，人们能从多方面来降低油耗。

不提升热效率而直接减少耗油量的方法有降低风阻、轮胎的滚动阻力、传动系统的摩擦、水泵等辅助设备的损耗等等。涡轮增压也是方法之一。它并没有提高发动机本身的热效率，而是把本来排气浪费掉的一部分能量收回利用。其作用是间接的。即它只是给进入气缸的空气增压，使密度提高。这样就可以把气缸容积缩小，而动力输出不减。但更多的空气需要更多的燃油与之混合，才能保证同等的动力输出。

所以，涡轮增压发动机的节油，多半靠低负荷工况下，以相当于较小排量自然吸气发动机的运转状态少耗油。比如，现在流行的1.5T直喷发动机，功率大约相当于2.4或2.5多点喷射自然吸气发动机。全负荷输出时，两者一样。1.5T的节油状态大都是在低负荷下，相当于1.5自然吸气工况下，耗油量较低。这种状况实际生活中较少遇到，特别是当下中国城市的交通状况，难以体现。

了解了这些信息，加上日常生活中，对发动机动力的需求并不像汽车厂家宣传中说得那么高，我在购车决策中，主要看的是实际效果而非纸面的宣传。另外，节省购车成本和避开故障维修风险的价值比微量的燃油节约价值更大。在扪心自问后，我开始认真审视凯美瑞的自然吸气发动机策略，并且有所收获。

☆凯美瑞为什么要“自然吸气”？

“决定”丰田做出这个决定的因素，就是市场。凯美瑞作为世界销量最大的中型轿车之一，其份额主要的部分在美国。美国市场对这类家用汽车的刚性需求是价格和可靠性，这类汽车的消费者既不愿意花更贵的价格购买这类新车，也不愿意在售后维修上增加开支。所以，对凯美瑞来说，最合适的策略就是继续满足顾客的需求。这对供需双方都是个恰当的方案。

然而，什么都不做，墨守成规也绝对不行，因为市场另一个刚需是继续降低油耗。对于顾客，降低油耗是经济需要，对世界，降低二氧化碳排放是政治需要。至此，继续采用自然吸气、进一步降低油耗是两个确定条件，解决方案就比较明朗了：要么通过周边优化，要么直接提升发动机效率。凯美瑞两种方式都用上了，而为主的是直接提高发动机效率。

这是个鸡与蛋的问题。也就是说，是丰田先研发成功了提高热效率的新技术，从而决定继续“自然吸气”？还是先决定了“自然吸气”，然后致力研究了新技术？我觉得这两种成分都有。首先，对自然吸气发动机的理念是一直就存在的，但假如技术研发未能成功，凯美瑞很可能采用2.0T发动机。这从汉兰达上能看出来。所以，丰田是有两手准备的，而自然吸气显然是优先选项。

这也表明，新的自然吸气发动机技术对丰田来说多么关键。因为假如不成功，丰田也就只好跟随德美竞争对手而在局势上落于后手。

☆新2.5自然吸气发动机关键解决方案

宣传资料已经说了，当然也是重点突出的部分，就是新2.5自然吸气发动机的热效率达到40%，在混合动力款上，达到41%。跟前述相比，这是一个前所未见的数字。过去数十年，汽油发动机的热效率都是3字头，现在首次达到4字头，是历史性的新纪录。

技术上的主要做法是所谓的“高速燃烧”。就是让混合气在最短的时间内充分燃烧，这个时间越短，产生的膨胀力越猛烈。燃烧产生的热量都是散失的能量，只有膨胀力才是有用的动力。其次是高压缩比，这里是13:1，与法拉利超跑的自然吸气发动机相近。

新技术主要是解决“高速燃烧”。丰田是在原2.5升自然吸气发动机的基础上把发动机的进气道大幅改动。从向下弯曲改为直线并略向上翘，同时，进气道的角度也变得更大（进排气之间的夹角扩大）。这样，当空气进入发动机时，是从气门的单侧进入，形成强烈的涡流。气缸的形状也改变了，直径缩小，冲程增大。使用了直喷，喷油嘴从气缸侧面喷油。

☆新发动机的效果如何？

在它正式在中国上市，被消费者在使用中检验前，任何结论都不能算是准确无误的。现在掌握的信息是，这台2.5四缸自然吸气发动机的功率为6600转时输出203马力，在高配运动版XSE上达到206马力。扭矩分别为5000转时250牛米和252牛米，综合油耗约为百公里7.3升。

数字令人满意，但这是针对美国市场的厂家提供数据，只能拿来跟其它同样写在纸面上的数字做个参照比较。在美国短暂的试驾，无法告诉我有关燃油经济性的准确情况。对于驾驶体验，还是能够给予我积极的印象。

☆驾驶体验简述

自然吸气发动机的好处是其油门响应的及时性和动力输出的连贯性。全新第八代凯美瑞有着不同以往的操控动感和直接的动力输出。也许不能冠以强劲，但很充足。驾驶印象最好的车型是混合动力版。它的操控平衡性出色，并且有着比普通版更为充实的动力输出，这当然是118马力电动机在零转速时就能提供202牛米扭矩的效用。整个混合动力系统的综合净功率输出达到了208马力，比XSE功率还高，是2.5四缸发动机车型中功率最高的。

☆混合动力的玩法

提到混合动力，我觉得有必要专门讨论一下。在这里，2.5升发动机又有所不同。它采用了“阿特金森循环”。现代的阿特金森循环专指进气门延迟关闭的方式。在进气结束后，当活塞向上运动开始压缩时，进气门并未关闭，而是延迟了一段时间，这段时间内，由于活塞上行，把部分吸入的空气排回了进气道里。这一小段行程实际是没有压缩的。这样就使压缩行程比做功行程短，用更少的耗油量，进行了同等的做功，以达到节油的目的。阿特金森循环等于是在不改变发动机结构的情况下，减小了事实上的排气量。

如此，发动机的功率和扭矩自然降低了。在凯美瑞上是5700转时输出176马力，5200转时输出220牛米。差不多相当于一台普通的2.5升自然进气发动机的水平。之所以这样做，就是借助电力系统对动力的补充，不动发动机硬件，不影响整体动力性，进一步降低油耗。这还使发动机的热效率再次小幅提升到41%。账面的综合油耗降到5.1升（将引进国产的高配版）。

☆混合动力是最佳搭配

考虑到当前混合动力车型在价格上已经很大程度上接近了同级单纯汽油机车型。我们几乎可以将之视为一个选装配置。全新第八代凯美瑞还在技术上取得进步，提高了电池性能缩小了体积，使其能够从行李厢移至后座之下，从而对装载容积不再构成影响，使混合动力车在实用性上与普通车型无异。再加上性能方面所提供的更好体验，令混合动力版显得更加物有所值。

在油耗方面，通常普通车型在实际使用中会比账面油耗增加一定量，而混合动力则大都呈现相反趋势。因为这种所谓“强混合动力”主要是在城市低速工况下节油效果显著，而在高速巡航状态不显著。这种特性恰恰最能满足中国当前城市交通的需求。在电动车市场前景尚不明晰，许多关键问题尚无令人满意解决方案之际，混合动力以其成熟的技术，合理的成本，直观的节油性能，无疑是当前这个过渡时期里最适合的方案。

☆看清“自然”之路

借助全新第八代凯美瑞这个例子，能够发现——为了减二氧化碳必降油耗，降油耗必降排气量，降排气量必涡轮增压——这样的思路并非唯一有效的办法。它只是因采用此方式的德系和美系制造商在中国影响力较大，成为主流。这一定程度上是由于他们在混合动力系统的成本和技术方面处于竞争后手，而采取的应对方式。如同对弈当中双方在棋盘的不同位置落子，互争先手。

但是，出于成本考虑，各大厂实际上都没有放弃使用自然吸气发动机。尤其在较低价位的车型上。而涡轮增压发动机在节油方面局限性很大，要想获得实际效果，最终还是要走混合动力的道路，但这只能使“成本墙”被垒得更高。比如现在各种高档车上的插电混合动力，实在跟普通消费者没什么关系。即使像比亚迪这样的国产品牌，其插电混动车型如果不减除政府补贴，价格都高得让人无法接受。

这时，再看丰田凯美瑞的自然吸气发动机加混合动力方案，其合理性变得清晰明了。在市场经济中，效率是多方面的，但无一不是和成本紧密相连。这个成本，首先是消费者的成本。消费者不希望增加购置成本，不希望增加使用成本，不希望增加维护成本，相反，他们要求尽量降低这些成本。同时，他们希望提升体验的满意度。当然，在不增加开支的情况下，也愿意响应环保的号召。

面对这样的需求，制造商如何满足？既满足顾客需求，又确保自身良性经营？路其实是明确的，在评估中不难看清。关键在于，无论走哪一条路，都不是无条件的。首先，你需要拥有走它的资格，即相关技术。自然吸气之路，对丰田来说，是首选，因为以往的技术实力在此，它还构成了混合动力体系的基础。在发动机热效率上取得突破，更夯实了这个基础。至于涡轮增压，与混合动力相比，要简单多了，在相应的位置上，也已经应用。这样看，丰田在竞争中占据着灵活性，其方案也更为切合实际。