文/霍普斯王
作为国际上最早举办的发动机评选，美国WARD’S AUTOWORLD（沃德汽车世界）每年自1995年前举办的“10 Best Engines”评选虽然关注的是在北美市场上销售的车型搭载的发动机，但在国内也有一定影响力。
12月中旬，沃德10佳发动机评选公布了2014年的获胜者，汽车之家网站的编辑以《自然吸气没落 解析2014沃德十佳发动机》为题，对此次评选做了报道。
从结果看，自然吸气式发动机在2014年度的评选中只占有3席。从这个角度看，认为自然吸气没落了或许并不为过。然而，本人对此的看法，与编辑的观点有所不同。冒然撰文一篇阐释了一下自己对此的认知，以文会友，并以此作为“说客”的开篇之作。
一、历史数据告诉我们什么
单就2014年的数据说自然吸气式发动机没落，霍普斯以为有些片面了。我们应该把眼光放得更长远些，看看历史数据。
沃德的发动机评选始于1995年，迄今整20届。第一届的10佳发动机中，只有两款带T的发动机，一款是马自达的KJ-ZEM，另一款是萨博的B234 LPT。前者是机械增压，后者是涡轮增压。
当然，20年前的数据对现在讨论“自然吸气真的没落了吗”这个问题的支持有限。因此我选择的是从2005年来的最近10年的数据。如表1所示。
表1：过去10年沃德年度10佳发动机按技术路线分类
与汽车之家编辑的划分方式略有不同，我把入选的发动机划分为2大类3小类：先以是否是汽油机进行一次划分，再将汽油机分为自然吸气式和增压式（含涡轮增压和机械增压）。之所以这么分，是因为我们讨论的自然吸气式是仅仅针对汽油机而言的，目前市面上的车用柴油机没有不使用增压中冷技术的。因此，如果把柴油机和带T的汽油机统计在一起，有混淆概念之嫌。
从表1中可以看出，如果和各有6款自然吸气发动机入选的2005年和2006年相比，我们确实可以说自然吸气式发动机在2013和2014年是没落了；但如果和最低的2010年相比，貌似今年的战绩也不算差。
事实上，如果我们将表1中的数据作为一个整体来看（如表2所示），可以看出自然吸气式的力量在近5年有所减弱，而且今年的数据也是低于过去5年和10年的平均数的。但如果一定要说没落，自然吸气式“真正”的没落也不是2014年，而是2010年——那一年，只有克莱斯勒和现代公司的2款自然吸气式发动机入选。因此，单就2014年的数据而言，自然吸气式发动机距离“没落”的距离还是很远的。
表2：过去5年和10年中沃德10佳发动机的技术路线统计
（表中括号内为年均数量）
二、技术路线之争的背后
仔细分析一下2014年入选的3款增压（汽油）发动机——福特EcoBoost系列的1.0T、大众的EA888系列的1.8T和奥迪的3.0TFSI，有一个共同点：虽然是在北美市场销售的车型，但都是以欧洲市场为根据地的车型。（多说一句，或许有人会对福特EcoBoost系列提出异议，但事实确实如此，福特公司旗下的中小型轿车、SUV均为其欧洲公司开发的。）而获奖的自然吸气式发动机中，除了保时捷的一款水平对置发动机外，其他2款是本田的J35Y和通用的LT1。
表面上看，这是一场技术路线的争斗，即欧洲企业和日美企业的分歧。其实不然。
发动机的小型化和柴油化，确实是诸多欧洲汽车制造商选择的技术路线。然而根据我掌握的资料，欧洲汽车制造商之所以都这么选，并非是因为增压发动机比自然吸气式发动机先进多少，而完全是为了满足欧盟控制CO2排放标准而制定并实施的法规。
1998年时，欧洲、韩国和日本汽车制造商共同签署了一项关于控制CO2排放标准的协议；根据这项协议中，欧洲汽车制造商从2008年起投放市场的新车，其行驶过程中的C02平均排放量不得超过140g/km，韩、日汽车制造商则要到2009年达到这个标准。2003年时，欧盟委员会在此基础上提出了新车在2012年的C02排放少于120g/km的目标；后经讨价还价，这个目标被修改为2012年需降至130g/km，2020年为95g/km。
正是因为这项政策，诸多欧洲汽车企业不得不从自然吸气式发动机转向涡轮增压式发动机。这也就是为什么从2006年起，沃德10佳发动机中增压发动机数量猛增的根本原因。
但需要特别强调是，即便是在欧洲，许多豪华轿车也没有使用增压发动机。比如这次入选10佳发动机的保时捷2.7L水平对置发动机，采用的是缸内直喷、进气侧可变正时和升程等技术。
另外，兰博基尼旗舰跑车LP700-4搭载的也是自然进气式发动机。对于为什么不使用增压发动机的问题，公司总裁的回答是“涡轮增压是给那些无法达成预订目标的人准备的方案”。这话的言下之意，应当就是如果用自然进气可以达到既定的目标效果，厂商未必都愿意用增压。
当然，保时捷、兰博基尼的定位决定了它无需考虑碳税问题；不过日本汽车不可能不考虑这个问题，但它们依然没有太多企业选择增压发动机。这是为什么呢？
三、“阿特金森循环”带来的另一种选择
日本企业之所以没有转向增压发动机，是由市场和技术两方面因素共同决定的。
市场方面，日本消费者比较在意排量的大小，因此如果是“小排量”车的话，销售前景不会很好。而且，如果要实现增压小型化，需要强化活塞、连杆、曲柄轴、汽缸体及汽缸盖，还要增加涡轮增压器及中冷器，成本相对较高。但是，要想在欧盟市场有所斩获，日本企业又不得不遵守欧盟委员会制定的游戏规则。
因此日本汽车企业和工程师们面对的难题就变成了：如何在市场的压力和政策法规的压力之间取得平衡。
答案就在于阿特金森循环。
James Atkinson在1882年时发明了一款发动机，这款机器与之前的发动机的工作原理略有不同，因此被称为阿特金森循环发动机。
阿特金森循环的原理是利用可变阀门正时机构，延迟进气阀的关闭时刻，使吸入气缸内的部分空气返回进气口，从而缩小实际的压缩比。而在需要大输出功率的区域，则提前关闭进气阀，增加停留在气缸内的空气量，借此提高功率。
简单地说，通过控制进气阀的关闭时间来调节进气量的阿特金森循环发动机，也可以算得上是可变排量发动机。当然，这种发动机并非完美无缺，它存在低速区域扭矩不足的问题。日本整车企业的做法是通过结合混合动力系统，或是变速比范围大的CVT来加以弥补。
更吸引日本汽车制造商的是，阿特金森循环发动机不仅能提高功率，还能提高燃效！
我们知道，通常情况下，在输出功率无需太大的区域，普通发动机会略微关闭节流阀以减少气缸的进气量。但发动机就必须在承受节流阀流路阻力条件下运转，这会造成泵气损失。阿特金森循环发动机因为延迟关闭进气阀，从而把吸入的部分空气退回到了进气口，因此可以打开节流阀，减少泵气损失。
术语说得太多了，估计很多人都看晕了。简单地举个例子，大家就知道阿特金森循环发动机是什么样子了。日本本田公司从去年开始在全球范围力推其Earth Dreams Technology动力总成技术，这一代发动机就是阿特金森循环发动机。
今年广州本田推向市场的第九代雅阁搭载的2.4L发动机，曾在2013年入选沃德10佳发动机。这款发动机应用了可变气门升程系统（VTEC）、可变气门正时技术VTC，以及全新缸内直喷系统。正是VTEC和VTC等技术的应用，使得这款发动机成为变排量发动机。和老款发动机相比，它的压缩比提高到11.1∶1，并对内部零件结构、活塞环张力、机油压力等等都做了优化，减少了发动机重量和内摩擦阻力，并更换了新的ECU。这些变化使其燃油经济性提高13%，百公里油耗降至7.7L（综合工况下）；最大扭矩提高8%，达到243N·m/3900rpm。
四、总结
综上所述，我认为在2014年沃德10佳发动机榜单上，增压发动机数量的增加并不能说明自然吸气式发动机在没落。
一，从历史数据看，自然吸气发动机入选10佳发动机的数量虽然较10年前有明显减少，但2014年的成绩在过去5年中并非最差。
二，从技术上看，阿特金森循环成功实现工业化生产，成功地做到了既提高发动机功率、扭矩，又提高燃油经济性，这使得自然吸气发动机在技术上可以与增压发动机相竞争。
三，从成本看，增压发动机的相对更高的制造和保养成本阻碍了它的进一步发展。
四，从未来看，混合动力系统的成熟能够弥补阿特金森循环发动机的弱点，增强其竞争力。
总而言之，正如汽柴油机等传统发动机在与新能源汽车、电动车的竞争中焕发出新的活力一般，自然吸气发动机在与增压发动机、柴油发动机的竞争中，也找到了新的前进方向！
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