这个问题一直以来是大家讨论的热点,其实不用纠结日系德系谁的发动机更好,好不好其实是根据需求来的,没有十全十美的东西,我把他们的特点分析一下,大家针对自己的需求对照一下就心里有数了。
先简单说一下历史,内燃机技术最早是在欧洲发明出来的,而德国一直是这方面的发明者和引领者。
我们现在用的四冲程汽油机是由德国人奥托发明的,所以汽油机循环叫奥托循环,甚至汽车这个单词Automobile的词根也是从奥托来的。
我们现在用的四冲程柴油机是由德国人狄塞尔Diesel发明的,所以柴油机的循环叫狄塞尔循环,而柴油机的英文名字直接就叫Diesel。
甚至网上天天讨论的马自达转子发动机最早也是由德国人汪克尔发明的,马自达是从汪克尔手里买回来的专利。所以,基本上可以说内燃机就是德国人发明的,他们有理由自豪。
日本的汽车工业是在二战以后才发展起来的,尤其是朝鲜战争日本作为所谓盟军前线基地承接了大量美军的汽车订单,大量美国的技术和资金推动了日本企业逐渐崭露头角。
日本企业真正在全球市场打开局面是从上世纪70年代末开始的,当时石油危机使注重省油不注重性能的日本车开始在美国畅销,日本企业逐渐在美国站稳脚跟,并仿照德国企业高端品牌推出了自己的高端品牌。大家都知道的雷克萨斯,英菲尼迪和阿库拉都是在上世纪80年代推出的,而且他们很明确就是以德国的奔驰宝马为标杆开发的。最早的雷克萨斯就是直接全面照搬奔驰S级的设计。
需要说明的是,即使雷克萨斯等日系豪华品牌很成功但是只是在美国市场可以和德系豪华品牌竞争,在其他任何市场日系豪华品牌都处于绝对弱势,在欧洲市场你几乎看不到任何一辆雷克萨斯,英菲尼迪或者阿库拉。而且在美国市场日系豪华品牌的定价比德系的豪华品牌还是要便宜的。
由于美国市场对日本企业如此重要,另外他们存在本土的大量的小型车和微型车的需求,因此日本企业的发动机研发非常重视美国市场喜欢的中大排量自吸发动机和日本本土喜欢的小型发动机。
而且,这两个市场都排斥柴油机,因此,普遍日本车企乘用车的研发方向主要是汽油机,柴油机基本放弃。为了和使用柴油机的欧洲车竞争油耗,日本企业最早开始了汽油混合动力系统的开发,这一技术目前在欧洲柴油门爆发的情况下被证明极其具有前瞻性。
而德国企业由于有很强的柴油机研发能力,过去几十年都在大力推广乘用车柴油化,他们没有在混合动力上花太多精力,目前看这一决定非常不明智。
以上是历史情况,下面简单分析一下目前主流的发动机技术路线上德国和日本的差异。
1.乘用车柴油机
德国企业绝对优势,日本企业基本放弃。不过柴油门事件目前基本上宣告了乘用车柴油机的死刑,很快所有的德国公司都会放弃柴油机的开发,转向替代的混合动力和电动车开满足未来的油耗法规。图1,德国开始禁止不满足最新排放要求的柴油机上路。图2,大众发布了一系列电动车。
2.混合动力技术
日本企业绝对优势,德国企业刚刚开始。丰田是第一个意识到汽油混合动力巨大的市场潜力并不遗余力推广的企业,经过20年的投入,丰田为代表的日本企业在汽油混合动力领域建立了绝对的统治地位,拥有大量的专利垄断技术,并专门为混合动力开发了一系列高效率的自然吸气发动机。德国企业已经意识到在混合动力方面无法和日本企业竞争,所以,他们今年开始也准备直接跳到电动车,准备换道超车了
3.汽油增压直喷小型化技术
德国企业具有相对优势,日本企业已经赶上来了。
德国人最早提出了涡轮增压小排量的技术路线,图3是直喷发动机技术路线发展历程。用小排量涡轮增压发动机代替大排量自吸发动机,由于增压发动机尤其是直喷增压发动机可以在低转速实现很高的扭矩,通过变速箱速比的调整,在同样的整车需求功率下和自吸发动机相比增压发动机可以在更低的转速更高的负荷工作,这样通过转移发动机运行负荷点的办法来提高发动机的效率,从而降低油耗。可以很明显的看出,这种技术路线发动机整体的热效率并不需要做很大的提升,就能获得较大的油耗降低。小排量涡轮增压技术路线通过转移运行负荷点巧妙的避开了直接提高热效率这一技术难题,这使得增压直喷小型化技术路线最终成为业界当前最主流的方案之一,德国企业也因为此技术基本放弃了自然吸气发动机研发。下面图4大家可以看一下如何转移运行工况点。
日本企业从2013年前后开始了全面布局涡轮增压小型化技术来和德国企业竞争,其中本田更是全面转向涡轮增压小型化技术路线,丰田和日产也推出了一系列涡轮增压直喷发动机,从性能油耗可靠性方面都达到甚至超过了德国企业发动机的水平。由于德国企业在涡轮增压小型化方面要领先10年左右,所以日本企业能够很清楚的看到德国第一代涡轮增压直喷发动机的一些问题,在日本开始开发的时候就有后发优势了,他们基本上完美的避免了德国发动机的比如烧机油,涡轮寿命,积碳等问题。德国企业也是经过两代发动机产品的迭代才基本解决了这些问题,这也给我们带来了日本发动机更可靠的品牌印象。
日本企业还把一些新技术引入涡轮增压直喷技术路线上。比起日产把可变压缩比VCR引入涡轮增压直喷技术,进一步优化了发动机的效率和性能,实现了量产,可以说技术上也有很大突破。图8是日产的VCR技术。
当然,总体来讲,在涡轮增压小型化方面德国还是引领者,目前一些非常有前瞻性的技术德国还在引领状态,比如:大众开始采用的可变截面涡轮增压器VGT技术,大众的停缸技术,奔驰和宝马的压电晶体喷油器和高压喷射技术,奥迪和奔驰的电控凸轮升程切换系统,奔驰的超高升功率增压发动机技术,宝马的连续可变凸轮升程控制技术,宝马还在研发的缸内喷水燃烧系统等。图9,宝马在M4GTS限量版赛车上测试的喷水燃烧系统。
4.高效率自燃吸气发动机
日本企业绝对优势,德国企业基本放弃。日本企业由于混合动力和美国市场的需求,普遍保留了自然吸气发动机并一直在进行效率提升,和新技术尝试。从混合动力发动机开始研发的阿特金森循环和EGR等技术目前已经逐步普及到一般的自吸发动机上带来了自然吸气动力和效率的进一步提升,图5图6是丰田的DynamicForceEngine2.5自然吸气发动机,热效率达到40%,混动版本达到41%。自然吸气发动机由于研发历史非常长,结构相对简单可靠,因此,也进一步加强了日本发动机可靠耐用的口碑。
还有像马自达这种专注于自然吸气发动机开发的企业,还在进行均质压燃概念的量产尝试,可以说在自然吸气上面日本企业绝对领先。图7马自达的SkyactiveX均质压燃发动机,热效率50%。
网友点评
网友1:都说日系发动机多好,我在缅甸用的是丰田,感觉动力一般般啊,还比较费油,最明显的缺点就是太吵了开一会耳朵都会疼,而且这还是日本进口的丰田,你们一天说丰田那么好....嗯应该是国产后的丰田质量更好
网友2:想学技术,就买大众汽车,买一辆大众汽车,五年后就可以成为修车师傅了,什么都会修了,我是亲身经历了。被大众把我坑惨了,大众发动机缸盖漏油投诉无门欲哭无泪,4S店一年连续三次维修好,我自己都懂得修车了!
总结一下:
德国专注柴油机和汽油涡轮增压机直喷汽油机技术路线,在这两个方面一直引领创新。日本企业基本放弃了柴油机开发,在涡轮增压直喷直喷方向也逐步赶上来了。柴油门使得德国企业的技术路线收到毁灭性打击,他们目前被迫放弃柴油机,同时在混合动力方向完全无法和日本企业竞争,准备在保持汽油增压直喷小型化的优势同时部门转向电动车,可说是前路坎坷。