我来告诉你涡轮增压为什么能省油
近来，涡轮增压不省油这个观点甚嚣尘上。一些一瓶子不满半瓶子咣当的所谓专业人士，也来鼓吹这种涡轮不省油的言论，某些大V也靠吹自吸踩增压圈了不少粉。我们作为相关专业或者说行业内的人，有必要给大家掰扯掰扯这个事。
一、涡轮增压省油的原理
（增压）有效利用增大的转矩可以提高车辆的行驶燃油经济性，如下述两种方法。
1，改变车辆的齿轮转速比，使其以发动机燃油消耗良好的低转速行驶。
2，小排量发动机安装增压器，可以取得与大排量发动机（不增压）同等的动力性能，而且由于泵气损失和机械损失比大排量发动机小，可提高燃油经济性。
这几句话不是我说的，这是摘自日本自动车技术会编纂的《汽车工程手册》之基础理论篇。
1.为什么低传动比能省油？
我们以宝马为例，上一代E90 330i用的是258马力的3.0自然吸气发动机，这一代F30 328i用的是245马力的2.0涡轮增压发动机，总体来说两者动力水平相当具有可比性。
以下是两者传动比的对比图（手动挡，都是六个挡容易对比）
很明显，在终传比基本相等情况下，各挡位下新328i比旧330i的传动比有平均18%的降低，在考虑到新3系车轮要比老3系大一号，因此在车速相同的情况下，新328i的转速较老330i有22%左右的降低。我们知道，转速越低，单位时间内活塞环与气缸壁摩擦的次数越少，因此摩擦损失会减少。如果不是转速低到让燃烧变得恶劣，同车速下，基本上可以说转速越低，油耗就越低。老330的最大扭矩为310NM，在转速2600rpm时达到，这对于自吸机已是很不错的水平。新328从1250-4800rpm都能输出350NM的最大扭矩。涡轮机的扭矩明显大且扭矩平台宽，这样即便是降低了传动比，在最大功率偏小的情况下，新328的加速还是要比老330快。（5.7s VS 6.1s，0-60mph，美国官网数据）
小结：涡轮机扭矩大，可以让传动比更小，转速降低了，所以能省油。
2. 为什么小排量化可以省油
这个其实应该算是常识了，小排量发动机当然比大排量发动机省油。那么加上涡轮这个因素之后，情况会有什么变化呢？
按日本人的说法，我们先从泵气损失开始说。发动机的进气过程是，进气门打开，活塞下行，空气被吸进气缸。这个过程类似用吸管喝可乐，是人的肺做功在嘴里形成了真空度，所以可乐被吸进了嘴里。这个过程是消耗能量的，可以当做是进气的泵气功即。而对于涡轮增压机来说，相当于有一只无形的手在帮你捏可乐瓶，你嘴基本不用吸，可乐自己就从吸管进到嘴里了，你省下了力量，就是泵气损失减小了。
说完了泵气损失，再说机械损失。机械损失包括活塞与活塞环的摩擦损失，活塞连杆曲轴机构中的摩擦损失，以及驱动配气机构以及附属机构的损失等等。小排量发动机活塞更小，活塞环更小，行程更小，摩擦面积更小，连杆曲轴配气机构等等都会相应缩小，所以整体的机械损失会更小，这个应该很容易理解。
二、涡轮增压是一种省油的方法
“Turbo is nowadays on practically all combustion engines due to the increased efficiency. I'd say that's not connected to cylinder volume legislation, that's engineering optimization.”
“涡轮增压技术现在在所有的内燃机上面几乎都有应用，这是因为涡轮增压可以提升效率。我觉得这和排量法规并无联系，这是工程优化的结果。”
这是针对涡轮是否省油的问题，奔驰和MAN退休高管汉思腾先生给我的回答。
我们看到最近这些年的新车，都号称相对于上一代车型有15%-25%的效率提升。从工程的角度，比如说我们想要实现15%的节油，怎么办？搞轻量化车身，节油3%；搞低阻力轮胎，节油2%；优化空气动力学，节油2%；加个自动启停，节油3%。这还差5%咋办？上个涡轮增压吧。其实就是这么个理，对于厂商来说涡轮增压是可选的省油办法之一。前面几个数字是我随口说的，不过涡轮增压能省油5%可是丰田说的。
A 1.4-liter turbo standing in for a 2.0-liter naturally aspirated engine can deliver a 5 percent increase in fuel economy, Ogiso estimated.
我们估计1.4的涡轮增压机要比2.0的NA机提升5%的燃油经济性。
——丰田的首席工程师小木曾聪Satoshi Ogiso
并不是说涡轮增压发动机一定会很省油一定比自然吸气省油，而是说对于厂商来说涡轮增压是一个能省油的技术，是优化效率的方向之一。有的厂商选了这条路，搞全面增压化；而有的厂商没选这条路，从其他一些方面下功夫，也达到了很高的效率。像马自达这种独辟蹊径用阿特金森循环超高压缩比的，我是很佩服的。创驰蓝天技术用夸张的4-2-1排气，轻量化的曲轴连杆，另外还用响应积极且高效变速箱等等，弥补了阿特金斯循环动力不足的先天缺陷，从而比较好的兼顾了动力性和燃油经济性。马自达的做法就是从别的地方把这5%找回来了。
三、举例
由表3-1可知，相似动力表现的涡轮增压机比自然吸气发动机可省油约9%或少一点。只有宝马3系上的2.0涡轮增压发动机相对于其3.0自然吸气发动机在燃油经济性方面有高达30%的提升。——《美国未来轻型汽车技术发展趋势》
可以看到，燃油经济性提升最低的大众2.5NA对2.0T也有5.5%，要知道这个2.0T无论功率还是扭矩都比那台老掉牙的2.5NA大得多。考虑到年代差，美国人这么比也不能说不合理。总的来说还是印证了前面丰田首席工程师涡轮效率提升5%的说法。
这个5%我们可以认为是单单涡轮贡献的（我个人认为是保守数字），而通常来说新车型都会有15%-25%的燃油经济性提升。（前面宝马的例子属于比较夸张的，美标下提升30%，国标下提升58%）我们看看其他厂家怎么说：
本田举例说，新1.5T涡轮增压发动机与经典的1.8NA相比，扭力输出提升45%，燃效提升15%。该款发动机将最先用于替代讴歌ILX的2.0NA发动机，能够在税费进一步降低的情况下性能大幅提升，ILX的竞争力也会大大增强。
四、从实用工况看涡轮增压省油原理
先教大家看这个图。这个图叫做油耗特性曲线，是表示发动机在各工况下油耗的。横轴是转速，纵轴是扭矩（或者有效压力），上面的等高线是燃油消耗率，单位是克/千瓦时，就是发动机输出1度电的功需要烧掉多少克油。这个数自然是越低越省油。等高线最上面的边界叫外特性线，就是油门踩到底的意思。我现在想省油，我想知道图里蓝线的这台2.6L自然吸气在什么工况下效率最高？我们看到最低240的这个圈横轴大概对应2000-3000rpm，扭矩在80%-90%，所以说可以认为在发动机转速两三千的时候，油门几乎踩到底，这时候发动机的效率是最高的。发现问题了么？你根本不能维持在这个状态，你要是真在两千转下油门几乎踩到底的话，转速一下子就窜上去了，马上就会离开这个最高效率工况区。实际你也不可能让车子一直处于加速状态。
之前有些人说自然吸气发动机最高效率能做到40%，所以自吸机效率高。这其实是没意义的，因为实际使用中这个最高效率的工况点是极少用到的。在日常使用中，大脚踩油门的工况是极少见的。相反，在日常驾驶时99%的时间内，油门都没有踩过30%，转速不超过2500rpm。在这些小负荷低转速的工况区，小排量增压机的效率具有优势，从这张图也能看出这点。
所以啊，有些人不要听风就是雨，说涡轮增压不省油搞个大新闻。奔驰宝马这些全面涡轮化的车企，从领导层到工程师难道都没有几个大V机灵吗？各位还是要提高自身的姿势水平啊！
