科技滾滾向前,汽車發動機的氣缸數為何越來越少?

科技滾滾向前,汽車發動機的氣缸數為何越來越少?

來自專欄公路飛行170 人贊了文章

三缸發動機近年來越來越多的出現在全球汽車市場。

如果只是出現在奇瑞QQ、大眾Polo身上,也就算了。但讓很多人吃驚的是,這種素來被認為「低端、廉價、質感差」的三缸發動機,居然登堂入室,直接塞進了寶馬這樣的豪華品牌引擎蓋,搭載在全新X1等產品上。

據媒體披露,沃爾沃、捷豹、賓士等大牌,後續也都會陸續推出三缸機。更不用說通用、福特、大眾等巨頭,也早就把三缸機帶入市場。

是跨國公司永無止境的產品閹割?是資本家臭不要臉的壓縮成本?還是另有其它原因。

本文從商業的角度,不吹不黑的跟大家聊聊三缸機背後的故事。

| 顛覆式創新

也許你看過「顛覆式創新」的相關商業理論:

傳統技術(延續性技術)往往在某個時期佔據大部分市場份額,但最終面臨兩個窘境:

一是有極限點。

一是性能過度,性能過度就是技術上太複雜了,以及財務上太貴了,所以這才是提供給後來者新的機會。

而顛覆式創新的兩大特徵:一是不求提高原有的技術性能,二是他進入新的技術成長曲線,通常更方便、更簡單、更便宜。

案例1:電腦的進化

台式電腦出生不久,就打敗了笨重的像大衣櫃一樣的大型計算機。而打敗台式電腦的,不是一種更強大的台式電腦,是微型攜帶型電腦,俗稱筆記本。

案例2:遊戲的進化

打敗星際爭霸和魔獸世界的,不是加強版的星際和魔獸,更是看起來沒那麼高技術含量的Dota。Dota同樣在PC台式機/筆記本電腦上操作,但只需要你控制單個英雄,而非整個國家和軍隊,因而上手容易的多。

後來打敗Dota的,不是更精妙的Dota,反而是在硬核遊戲玩家看起來像弱智一般的王者榮耀。這個可以通過手機控制的遊戲我甚至沒有玩過,但考慮到我身邊的90後小姑娘很多都會玩,你就能推測出它的門檻有多麼親民了。

新技術,往往在應用前期性能更差,而且成本也沒有優勢,因為傳統技術的硬核愛好者往往極度鄙視這些相對簡陋的新技術。

最先擁抱新技術的,通常是一些小白級消費者——他們並不那麼懂或者在意所謂技術含量的高低,所以沒有購買的心理包袱。

新技術的優勢在於更新了技術成長曲線,有機會在中長期反超傳統技術。

綠線所代表的新技術,早期不能滿足顧客,也不如延續性技術(藍線);

但在後期延續性技術會陷入性能過剩、成本偏高,新技術則開始大放異彩。

比如說,早期筆記本電腦比PC昂貴很多,性能差很多,而且並沒有那麼「便攜」,帶在身上有強身健體、鍛煉肌肉的功效。

但看看現在最新款的筆記本電腦,它們結合了良好的性能、很好的便攜性、續航相當不錯、顏值美觀,以至於當大多數人只購買一台電腦時,他們根本不會再考慮台式PC。

這也就是為什麼企業願意把大把的研發費投入到那些最初看起來並不美好新技術上,即使頂著硬核消費者的罵名,頂著早期新技術「高成本、低性能」的壓力,也要硬著頭皮上。

因為他們知道,犧牲的是一時利益,看中的是長遠幸福。

| 三缸發動機為何誕生?

過去一百年來,燃油發動機都扮演了汽車的心臟。發動機本身一直在變化。

數據來源:motortrend.com/news/six

從北美改裝車型的流行趨勢變更,不難看出:

50-60年代,美國人如果要玩改裝,清一色會買台V8汽車!

而到了90年代以後,V6就成為了更主流的選擇。

不同時代的男人,熱愛機械性能、熱愛速度與激情的心是不變的。但新時代的人就會選一些氣缸數相對小的產品。

普通民用消費市場也是如此。(後文有數據證明這一點)

如今,擊敗V6的也是L4(直列四缸)。

兩年前,知乎上曾經有一個很熱的提問,討論為何沃爾沃XC90隻配備了4缸機。當時的質疑鋪天蓋地。

現在已經沒有人議論了,因為大家發現奧迪A8、Q7、寶馬7系等百萬豪車,統統把4缸機大量運用。

根據這個規律,我十分相信,最終替代L4發動機的,可能不是全新的L4,而是三缸發動機。當然,更新的技術產物如電動機,也會加入到對L4的替代浪潮當中。這些新舊替換,未必是單線的,可能是多線並存的。

早年的汽車三缸機,還存在很多明顯的缺點。夏利汽車可以說是國內消費者接觸最早的三缸產品之一,和桑塔納同時代的老夏利曾經非常暢銷,給人的印象無外乎是馬力小、振動大、低轉速噪音大。配合老夏利的外形,三缸機一直給人很low的印象。

但進化到今天,最新投產的三缸機,已經性能大幅進化。它往往結合了渦輪增壓、先進直噴等最新技術的武裝,從而有很強的綜合性能。

當然,它還不完美,在部分指標上,甚至比四缸機有一定結構性的缺陷,比如平順性。

但從中長期來看,三缸發動機的低油耗(同等功率下)、輕量化、低成本、低轉數高扭矩等優勢會更加充分的體現出來。

| 大數據告訴你發動機的進化歷史

進入21世紀以後的接近20年中,中、美、歐三大主要地區市場在發動機排量上呈現出一致的變化規律。中國在整體趨勢上與歐洲尤其相似。

當整個社會(這個社會主體包括了政府和消費者,前者更多考慮整體的宏觀利益,後者更多考慮微觀的個體利益)綜合考慮了成本、性能、環保等因素後,做出了如上圖的選擇:

總體來看,全球的發動機排量長期趨勢就是:越來越小!

再看一下全球各區域的發動機氣缸數據,較少氣缸的演化趨勢也很明顯。

尤其是美國市場,一個一向以大排量多氣缸為傲的消費大市場,近10年來,四缸發動機異軍突起,躍升為第一主力軍,取代了長期流行的的六缸、八缸產品。

歐洲市場在小型發動機的推動上最為激進,消費者接受度也很高。各家車企成為了投入到三缸發動機的研發的先鋒部隊,把這項技術視為下一個技術創新點。三缸發動機已經佔據了歐洲15%以上的市場份額,緊隨四缸產品,風氣領先全球。

不僅是一些微型車、小型車,在歐洲市場我們能發現很多銷量不錯緊湊車甚至中級車。

福特1.0T早就進入了蒙迪歐、福克斯的產品線,後來又開始推進1.5T;

高端品牌也開始接納三缸機,寶馬的表現最為前衛,在1系、3系和X1上都提供了1.5T三缸;

德國連續N年的銷售冠軍Golf也全面進軍三缸——搭載了大眾最新的1.0T。

中國則介於美國和歐洲之間。在國內市場,隨著近幾年購置稅減免政策的引導,整體市場的平均發動機排量在逐年下降,消費者對小排量發動機的接受度已經有所改善。但由於中國相對歐洲和北美,過去20年處於經濟高速增長期,社會發生巨大變革,在消費升級的影響下,早期搭載著老式三缸發動機的廉價車如QQ、夏利等逐漸被市場所淘汰。

隨著廉價微型車的消失,三缸機的市場份額在2015年左右達到了最低點。

但最近三年,隨著現代化三缸機產品逐漸推向市場,中國市場的三缸機份額開始觸底反彈,呈現快速抬頭的趨勢。這一點和國際大趨勢還是相似的。

| 三缸機為何能在國際大賽中屢屢獲獎?

福特的1.0T Ecoboost、寶馬的1.5T三缸發動機、通用的Ecotec 1.0T都在這兩年歐美髮動機頒獎禮被提名。大眾、PSA也都紛紛有過獎項上的斬獲。

究竟是什麼原因讓這些產品能夠頻頻露臉近年的TOP榜單?

1 確實技術水平在提高,縮小了和四缸機比的軟肋,優點繼續發揚

和以往相比,三缸發動機在抖動、NVH上的「問題」已經被平衡軸等動平衡技術優化的很好了,而在油耗、成本、空間等方面的優勢仍舊明顯。

另外渦輪技術的應用,也解決了傳統三缸機小排量動力不足的問題。

上月的汽車動力發展趨勢高峰論壇,技術專家尹建民(上汽通用泛亞副總監)分享了一個研究觀點:「單缸排量0.33和0.5L之間是我們認為最佳的單缸排量。基於此,三缸機最適合的是1.0-1.5L的發動機排量。所以說怎麼選三缸機是有依據的,不是什麼排量都適合上三缸。」

這個最佳排量範圍選擇是技術方面對油耗、排放、製造成本、空間布置等因素綜合評估後的一個考慮。這也是福特、寶馬、沃爾沃等跨國車企比較一致的研判思路。

2 法規和環保的時代要求

歐盟:通過對於CO2徵收超額排放稅,超低排放車輛核算優惠等手段,促使發動機機的小型化發展,間接推動三缸發動。

美國:通過徵收油老虎稅,CAFé管理等手段,引導小型車市場發展,推動發動機減缸。

中國:通過CAFC法規,低排量購置稅補貼等措施,鼓勵小排量節能汽車發展,給予三缸發動機技術較大的發展空間。

3 新技術(三缸機)和延續性技術(L4)的性價比臨界點,以及法規的變化

當三缸機的綜合性價比和傳統L4越來越逼近時,商業就會開始提前布局,來滿足未來的市場需求。

近兩年,可以看到,各大車企,不約而同加大了對於小排量三缸發動機的投資熱情:

  • 通用斥資36億元人民幣在和東嶽工廠開展1.0T建設項目;
  • 奇瑞捷豹路虎將投入約14億元為現有設備進行改造,投產四缸以及全新的三缸發動機;
  • 吉利投資30.39億元,將形成年產40萬台1.0TD發動機的生產規模

……

車企們集體布局三缸機的原因,不光是成本因素,還有法規的原因。

國6的排放標準已經在兩年前頒布。在2020年和2023年兩個節點,政府分別給出了6a和6b兩個逐步遞進的排放法規要求。

然而最近,深圳已經開始對於明年起實施國6標準進行意見徵集。這說明國6的推廣可能會進一步加速。有可能看到的是,隨著國六在深圳地區的落地,其他地區照慣例也會逐步開始進行國6的推廣,確保2020年國6能在全國範圍順利推行。

一旦國6在全國範圍鋪開,就會迫使車企大面積地切換老款發動機,換成能夠適應法規的新型發動機。這樣才能獲得上市許可,同時這些新產品在二手流通上也會有更大優勢。

未來幾年,消費者會在國內看到大量搭配三缸機的新車型,陸續上市。

被它們大量替代的,正是從十年前開始延續至今的所謂1.5L/1.6L自然吸氣黃金排量。

雖然曾經是黃金排量,但在環保法規不斷嚴格的未來,終將呈現淡出的趨勢。

4 評獎機構和商業巨頭,往往是魚水關係

通用、寶馬、大眾、福特說:我們花了那麼多錢搞研發,搞出這麼多成果,你們難道不肯定一下?!

評選機構說:好的,那我們重點研究一下你們最新的三缸發動機!

汽車行業大獎的評選機構和汽車產業是脫不開關係的。就像高曉松說過,奧斯卡大獎和好萊塢電影工業是密不可分的魚水關係——電影工業為頒獎典禮提供了基礎,而後者又為前者提供風向標一般的背書。

汽車領域的頂尖獎項,往往不一定直接代表消費者的口味,甚至不一定始終代表消費者的當時利益,而是體現了產業的利益和訴求。

但從長期來看,對產業有利的事情,往往也是對消費者有利的。

舉個汽車獎項方面的例子:

日產Leaf和雪佛蘭Volt很多年前就拿到了北美權威媒體的年度車大獎,但這不代表它們真是當時市場上最值得購買的車型。顯然豐田卡羅拉和雪雪蘭科魯茲都更值得普通消費者選購。

但是,這兩款車是劃時代的電動車作品,代表了主流車企開始轉身新能源車。這個行業意義比較大,所以會有獎項來肯定一下。

類似的,從今年開始,三缸機席捲了各路國際發動機評選大獎,但這不代表,三缸機今天就已經成為了主流或者應該立刻成為主流。

這跟電影工業特別像,很多時候票房最高的熱門電影是不會得獎的。

得獎的往往是藝術性、思想性、電影語言獨特、拍攝技術突破的作品。

《復聯3》這樣的爆款商業電影根本無需好萊塢獎項的肯定——有巨大商業利潤的激勵,自然會持續發展。

反倒是那些代表著某種長遠價值的種子,更需要鼓勵。去年最終斬獲最佳影片的,是頭頂多項「政治正確」帽子的《月光男孩》。

眼下這個時代,三缸機就是那顆種子。

它還沒有到票房冠軍的地步,它依然存在爭議,消費者還不夠熟悉它,但它就是內燃機未來的重要組成部分,它的故事漸進高潮。


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