油耗和排放之間是怎樣的關係？
聽清華宋健老師講的慕課，講到油耗與排放並非一回事，比如為了降低NOx的排放以其達到排放法規要求，需要降低燃燒溫度，但這會帶來油耗的略微上升。以其一直覺得油耗與排放是兩個正相關的發動機特徵參數，並沒有注意它們之間的關係和差異，請教業界大牛能否在宋老師基礎上再多講些乾貨呢，期待ing
ps：推薦喜歡汽車、動力機械的童鞋重溫慕課，我發現好多知識以前沒打好基礎
關於油耗和排放的關係，這兩年開會聽別人報告的時候多少也耳濡目染了一些，於是我也來談談自己的看法。
再討論這個問題之前我們先來明確一下一般意義上的排放是指什麼。直接上國Ⅴ排放限值表。
如上圖中所示，尾氣中含有的有害物質中對於人類來說最需要被限制的幾種就是平時大家常說的排放。
如上圖中所示，尾氣中含有的有害物質中對於人類來說最需要被限制的幾種就是平時大家常說的排放。
在早些年直噴還沒有大規模普及的時候排放一般就是指CO，HC和NOX三種，所以尾氣後處理裝置也叫三元催化器。近幾年直噴技術被大量使用後，因為該技術的特性，一旦標定不好很容易產生大量顆粒物，所以我國從國Ⅴ法規開始增加了PM,PN的限值。
然後是關於改善排放的手段。
改善排放的手段從方法上大體以分為兩種，一是從源頭減少排放物的產生，也就是優化燃燒過程，比如改變點火提前角，使用外部EGR等等；二是凈化燃燒產生的排放物，也就是使用三元催化器對排放產物作後處理。
從時間上來分又可以分為【啟動後-三元催化器達到工作溫度前】的排放改善和三元催化器達到工作溫度後的排放改善手段。
在理解了上述基礎知識後，下面進入正題，我們來看看題主的問題。
聽清華宋健老師講的慕課，講到油耗與排放並非一回事，比如為了降低NOx的排放以其達到排放法規要求，需要降低燃燒溫度，但這會帶來油耗的略微上升。以其一直覺得油耗與排放是兩個正相關的發動機特徵參數，並沒有注意它們之間的關係和差異
首先油耗與排放不是一回事兒這是個顯而易見的基本事實……雖然它們跑的是一個測試循環……
題主在這裡提到的宋健老師講的【降低燃燒溫度來減少NOX排放】這點從原視頻的內容來看應該是指上述第一種減排手段。內燃機原理課本上有寫這樣的內容：通過點火遲角可以降低燃燒溫度從而減少NOX的產生，但同時因為點火角偏離了MBT（Minimum advance for the Best Torque），會導致燃油消耗率上升，扭矩下降。
這說得一點都不錯。
但這是否就能得出排放和油耗成反比的結論呢？
並不能。
為什麼?
因為一般意義上的排放指的是在一個測試循環中的總排放，而宋健老師講的無非是在循環中的某個工況下如果有需要可以通過這種手段來降低NOX排放，而在其他工況下或者使用其他手段來降低NOX可能並不會造成油耗上升。在實際應用中，利用外部EGR降低燃燒溫度在某些高溫易爆震工況下不但能降低燃燒溫度減少NOX排放，同時還可以起到使點火進角（靠近MBT）從而降低油耗的效果。
那麼一般情況下油耗與排放是什麼關係呢？
按質量守恆定律，參與燃燒的燃油和空氣越多，排放產物肯定就越多，這一點毫無疑問。
所以說從整體上來看排放於油耗成正比。
但是因為我們可以通過控制燃燒溫度和空燃比來控制排放產物的成分，所以在具體的工況下某種排放產物可能會和油耗成反比。
上文簡單總結一下就是：從整個油耗測試循環上來說同一台車油耗越低上排放就越低，但在具體某個工況下某種排放產物和油耗可能會有相反的關係。
題主的問題到這裡基本已經可以終結了，不過看到 @云云 的圖以後想順便多說幾句。
現在有些汽車愛好者做改裝的時候喜歡把三元催化器給拆掉。誠然對他自己來說性能的確可以得到提升，但這麼做對環境的影響卻是十分巨大的。
為什麼這麼說呢？
因為絕大部分的排放產物是通過三元催化器來進行凈化的。
如果沒有三元催化器的話排放就會如 @云云 的圖所示。
然而有三元催化器的車排放大概是這麼個感覺。
就是說用了三元催化器以後95%以上的排放都被凈化了，僅僅在三元催化器沒有達到工作溫度的下圖黑框範圍中排放量比較大
所以說一台拆了三元催化器的車子排放相當於幾百輛沒拆的車的排放這種說法其實一點也不誇張。
所以說一台拆了三元催化器的車子排放相當於幾百輛沒拆的車的排放這種說法其實一點也不誇張。
不過話又說回來了，排放也不是只要裝個三元催化器分分鐘就能達標的，不然排放也不能被稱為三大性能之一了，實際上想要讓排放達標需要做大量的實驗來進行標定。為什麼呢？
這裡涉及到一個三元催化器凈化窗口的問題。
由上圖可以看出在理論空燃比附近時各種排放物生成數量相對較少，而且三元催化器的凈化率是最高的。
由上圖可以看出在理論空燃比附近時各種排放物生成數量相對較少，而且三元催化器的凈化率是最高的。
就是說如果空燃比控制的不好排放爆掉的話靠三元催化器也救不回來。（三元催化器的貯藏量有限，簡單說就是有凈化上限）
那麼也許有人會說，那把空燃比設成理論空燃比不就好了？
對於這種說法，我想強調一個概念，空燃比不是也不可能是一個恆定不變的值。
誠然，在大部分情況下我們都希望空燃比在理論空燃比14.7附近，燃燒充分油耗低排放少。但實際上在行駛過程中為了滿足駕駛性以及性能，油耗等需求空燃比在整個排放測試循環中始終是個變數，比如為了防止加減速shock我們會加濃混合氣，所以只有通過合理的標定使空燃比處於一個合理的數值範圍內才能使排放不至於超標。
排放作為汽車三大性能之一，在應用層面其實是個比較複雜的東西，因為排出的氣體互相之間有脈動和干涉，導致感測器測量到的氣體成分反算出的空燃比其實並非進氣歧管處的混合氣空燃比，再加上生產中噴油嘴流量還會有公差，輕質燃料和重質燃料的蒸發性能也不同，導致在標定階段為了確保任何正常情況下排放和油耗都要達標只能進行及大量的實驗，其中門道並不是在這裡靠一個答案就能夠講得清的，不自己親自實際做一做相關業務而光靠理論學習其實很難理解排放的真髓。
不過呢，一到電動車上，這些問題就完全不存在了。
所以我朝政府想靠電動車彎道超車其實也是有一定道理的，畢竟三大性能中的兩個都直接可以不用做了。
只可惜問題是人家想搞電動車也只是分分鐘的事……只要電池技術一突破……保准各大巨頭馬上給你上一堆電動車……現在人家不做只不過是不屑去做一堆沒多大實用性的大型玩具罷了……
這位騷年
油耗與排放當然不是一回事
且看碳氫燃料（汽油，柴油）燃燒的化學方程式大概是這樣的：
當然這只是粗略統計燃燒產物，事實上，如果你有特別的測量手段，能夠把燃燒產物都測個遍，你是可以通過排放反算油耗的。。。 題外話
油耗是汽車每百公里（L/KM）或者每輸出單位有效功（g/Kw·h）所耗的油量，反應的是汽車耗能大小或者是能量轉化效率高低。
而排放，反應的是發動機燃燒組織的好壞。
可以說，油耗高的汽車，排放（我說的是發動機排放）不見得差（想想大排量汽車），因為發動機燃燒組織的好，燃料完全燃燒，HC排放低，燃燒溫度控制得好，NOx排放也低。
總之，油耗和排放兩者有關聯，但不是一回事。
我去，我開始還以為是問排放和油耗測試上的關係，今天仔細一看題目，不是！
只能硬答一下了，回答若有問題，請戳我...
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下圖是搭載白載體（無三元催化劑）的試驗樣車 NEDC試驗過程中的排放情況。
可以看到，各種排放物基本是與CO2排放成正相關的。
而CO2的排放與油耗是成正相關的。（燒的油越多，生成的CO2越多嘛，這個很好理解的。）
所以，可以說，同一台汽車 在 相同狀態下，污染物排放量 與 油耗 是成正相關的。
怎麼解釋？
打個比方。一台車，前10分鐘時怠速，後10分鐘油門全開，前10分鐘肯定比後10分鐘的油耗要小，排放也要小。
但是！（萬事就怕個但是...）
不同的車、不同的車況、不同的標定情況...等等不同的條件下，卻不一定能應用這個結論。
比如，04款1.3飛度 工信部油耗4.9 L/100km 國II標準，15款2.4雅閣 工信部油耗7.7 L/100km 國V標準。
很顯然，雅閣油耗高，排放低。
缸內燃燒情況。
（稍等，我翻一下書，=。=！）
繼續上圖
上圖是 過量空氣係數 與 污染物排放量 的關係
一般來講
汽車啟動時，發動機缸內是冷的，為了使啟動順利，會適當的加濃油氣混合氣，這種情況下會造成CO和PM的排放的上升。（很好理解，氧氣少了，燃料多了，不完全燃燒的多了，CO和碳粒就多了）
汽車加速時，為了加速的平穩，會加濃混合氣，CO和PM的排放會上升。
在勻速或減速行駛時，為了降低油耗，提高燃燒效率，會增大空燃比，造成NOX的排放上升。（高溫下，空氣中的氧氣和氮氣生產NOX）
還有題主問題描述裡面說的，降低缸內溫度，可以減少NOX的排放，但造成油耗的上升。
還有點火角對排放、油耗的影響...
等等等等
答的乾貨不多，希望對題主能有所幫助，就這樣吧，再想到有什麼我在修改。
最近剛剛對排放問題進行了研究，對目前市場上輕型汽油機汽車（歐標3.5T以下，美標8500lbs以下）的排放標準和技術路線進行了一些研究。
首先說明的排放與油耗存在一定的關係，油耗又與車重存在一定的關係（否則排放法規就不會按照車重分了；美日歐排放法規都是按重量劃分的，不存在什麼美國特色歐洲特色）。但是，油耗的評價指標比較單一，就是燃油消耗量，或者換算成CO2；而排放的評價指標就多了，而且隨著科技進步和群眾對生活品質要求的提高，呈現出越來越多的趨勢。
簡而言之， 油耗高，排放多，但是不一定差。燒的多放的當然多，就像吃飯一樣，吃得多拉的多。
排放多排放差呢，不一定就耗油。油噴進發動機，燃燒的非常好非常充分，但是3元濾清器壞了，排放又多又差，相當於 沒吃飯但是壞肚子了，拉的多。
有點噁心，話糙理不糙 ！
發動機的動力性、經濟性和排放性是最核心的三個指標，然而很遺憾它們從原理上是相制約的，現在排放是壓倒一切的指標。
排量低不一定排放低，但大部分情況下排放低。
排量高不一定排放高，但大部分情況下排放高。
作為前發動機行業的人不請自來
發動機油耗和排放的關係是：排放標準越高（也就是排氣污染物少）油耗越高
其中只有氮氧化合物是「過度燃燒」產生的，其它3種都是不完全燃燒導致的。
由於發動機工況多變、燃燒情況複雜，因此要保證恰好完全充分燃燒是不可能的。為了降低排氣廢物，人們採取退而求其次的辦法，有意使燃燒趨於不完全（這很好控制），這樣確保氮氧化合物的含量在可接受的範圍。然後採用尾氣二次燃燒的辦法處理掉那些不完全燃燒的產物，這種二次燃燒的燃燒室較大，燃燒也相對緩和和充分，不會產生過多的氮氧化合物。如果想要達到歐V標準，那再加個吸收處理裝置就ok了。
以上的處理方法，相信有點基礎的人都能理解，這樣做的油耗勢必要大大增多。犧牲油耗保排放的做法即是行業通用慣例，也是符合自然規律的。
排放的好壞還需要看後處理，各種催化還原裝置，顆粒補集裝置等等。
作為行業相關人員忍不住出來說幾句。
題主問題裡面提到了兩個概念，一個是油耗，一個是排放。實際上這兩個概念裡面又各有細分，概念不同，答案也不同。同時，研究對象是輕型車還是重型車，也有區別
油耗相對簡單，我們可以把它分成兩個概念，一個是發動機運行的油耗，單位一般是是L/km,或者kg/h(或其他英制單位，下同)，對於整車來說常用的是前者，對於發動機來說常用的是後者。另外一個相對專業的概念是比油耗，單位是g/kW-h。這個一般是發動機開發研究期經濟型時用到。
再說排放，排放物形成已經有答友說的非常清楚。排放也有不同的細分概念，是說一輛車或者發動機單位時間內的總排放，還是說比排放。還是說排放法規定義的排放水平，比如國四國五歐六。輕型車一般常用的概念是單位時間內的總排放量，單位是g/km或者mg/km，重型車常用的是比排放量，單位是g/kWh。至於為什麼有這種區別，其實很簡單，輕型車排量差別較小，單位時間內排放量差別較小，重型車排量差別太大，單位時間內排放量差別太大。
掰扯完概念，我們再來看題主的問題。
如果問的是輕型車，同一個車型和發動機配置，其比排放量g/km和油耗L/km相對比，輕微的負相關，也就是說排放量越低油耗越高。但也不是絕對的。跟其應用技術水平和軟體標定水平有關係。標定做得好，應用的零件適當，有時可以做到降了排放油耗還沒有明顯升高。這還是說的標準循環的排放，如果應用到實際應用，就更複雜了。同一輛車，不同的人來開，其總排放量也會差別很大。
如果說是重型車，其比排放量g/kwh與比油耗g/kwh的結果一般也是負相關。但是單位時間總油耗和總排放量相比較就不一定了。因為其排量差別太大，兩三升排量的重型車，和十幾升排量的重型車相比，即使排放水平差一個等級，可能也是排放等級低的大排量車比排放等級高的小排量車的單位時間總排放量高(好繞。。。)。如果涉及到實際應用，也是千差萬別。。
太長了，寫不下去了。總得來說如果簡單比較排放等級和整車實際油耗，並且是在相同的標準循環下(歐四，歐五，歐六)，在目前的排放水平來說，並不具有強烈的相關性，更多的是應用的技術水平和軟體標定能力的比拼。
不見得，大排量發動機燃燒充分的話排放不見得就高了。記得有一次聽的士司機說過「那些高級跑車啊，連尾氣聞起來都不一樣」
一次函數→_→
借38一句話:吃多少飯跟用多大的碗沒有關係。
「只可惜問題是人家想搞電動車也只是分分鐘的事……只要電池技術一突破……保准各大巨頭馬上給你上一堆電動車……現在人家不做只不過是不屑去做一堆沒多大實用性的大型玩具罷了……」
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全電汽車概論。
沒有任何法律、道德、物理條目規定電動機必須用電池供電。
沒有任何法律、道德、物理條目規定電動機只能用電池供電。
順便，世界上的汽車巨頭沒有一個掌握電機技術，電控技術（也就是逆變器變流器技術，以後都簡稱為電控技術）。既然關鍵技術都不掌握，何來分分鐘搞定電動車?靠嘴吹？汽車需要的電機和電控是可是沒有現成產品的，而是需要專門設計的。自己不會電動機和電控那就是血汗組裝工廠的命。
當然，包括張文川在內的很多煤粉，自動默認西方各大公司親如一家，互相之間有著共產主義精神。所以一家有電機技術，電控技術。其他家默認就有了。
有這種神邏輯，自然西方是分分鐘搞定電動汽車。
會極其凄慘的失業。發動機只是用來發電增程，只有一個工作狀態的發動機不再需要研究燃燒效率優化了。變速器離合器差速器也沒人需要了（根本沒有變速器離合器差速器）。
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