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【诺总日记】我为什么放下宝马,玩起了柴油奔驰

写在前面

车,永远是男孩的玩具。

常把这句话挂在嘴边,你就能心安理得地买车换车。今天的帖子聊聊我前段时间新入的大玩具——柴油奔驰ML350_CDI。

我这个宝马迷,为什么最后上了奔驰的SUV,而且还是国内罕见的柴油版,到底是什么征服了我?

超级喜欢在黄昏时给车子拍照,很有美感

瓜子饮料备好,今天的文章主聊技术,尤其写给有求知欲的诺粉,就当知乎帖子看吧,没什么图片,我尽量写得通俗易懂,你会发现“诺式科普”有时并不需要示意图。

柴油机VS汽油机

3月份去美国,深度体验了诺粉帮我准备的好几款奔驰,其中我印象最深的就是老万的ML350 Bluetech(美国不叫CDI),这是一台搭载3.0T柴油发动机,却如汽油车一样安静的奔驰,动力强劲,随踩随冲。

当我把油耗开到34 MPG时(相当于6.9 L/100km),越发爱不释手,当场决定回去后也弄一台好好玩玩。

老万的柴油ML,前面的徽标不是镂空的,因为带Distronic主动巡航

10万km的内饰成色,相当不错!

那天从车展开回宾馆,一路下来平均油耗34.5 MPG

按照聊车的老套路,可能得先说说奔驰M级的历史,款代演进,再说说ML和同级对手相比到底如何,再说柴油奔驰有哪些独到的优势……

今天我打算倒过来,先讲柴油机,在“转投奔驰”和“选柴油车”上,我相信一定有不少诺粉对后者更好奇。

的确,由于国内消费者的认知局限、以讹传讹,让柴油机抱屈衔冤,比“宝马、奔驰谁更好”更有必要优先科普。

柴油机在欧洲的市场占有率很高,在乘用车中能占半壁江山,某些国家的柴油车甚至比汽油车还多一些,凡是在欧洲留学、生活过的人,一定感触颇深。

我第一次开宝马是在德国,当时租了一台E90的320d(6速手动),对宝马有了首次直观感知,精准的操控和充沛的扭矩,提速随叫随到,实在难以磨灭。

宝马 320d的引擎舱,来源于网络

回国后攒了几年的钱,买了台二手320i手动,但开起来总觉得比320d差点啥,后来一查数据,才发现320d的扭矩有350Nm,320i才200Nm,难怪动力调遣上逊色不少,而且怎么也开不出5 L/100km的油耗,国内咋就不引进柴油宝马呢!

柴油车的确有些短板,但优势多多。别急,我们就来一条一条细说,开启“诺式科普”模式,通过简单形象的描述就能顿悟深奥的技术原理。

柴油机更环保

这一条对于好多车主的直接感受为0,但我觉得是最重要的,所以放在第一位。

这里要纠正一个传统认知误区,很多人觉得柴油机都用在卡车、拖拉机、工程机械这种很low很糙的车上,突突突地冒着黑烟,所以潜意识里觉得柴油车污染大,而事实正好相反,柴油机的污染要比汽油机小得多,也更容易管理。

记得在大学的发动机原理课上,老师反复跟我们强调“你们未来都是专业人士,一定要知道柴油车其实比汽油车干净”。

我把高深的东西滤掉,通俗地讲就是:柴油机的燃烧产物中,有污染的基本只有碳烟,也就是你们看见的黑烟,这种东西是固体颗粒物,而且尺寸较大,很容易被过滤器收集起来,实际排到大气里面的尾气,有害成分很少。

相比之下,汽油机燃烧产生的碳氢化合物、氮氧化物,都是纯气态污染物,你怎么收集?再怎么优化,最后还得排到大气里,对环境造成影响。

至于大家印象中那些突突冒黑烟的大卡车,那是车上的过滤装置失效了或被摘掉了,或者有了毛病没及时维修,可不是柴油车正常的表现哈。

注:中规进口的柴油车不需要定期添加尿素,因为中国的排放要求不如北美严格,但对于车主而言比较省事,这台ML350_CDI就属于这类。

我国最新的车用能源战略中,也提到了推广新能源汽车和促进柴油动力民用化,所以民用柴油车普及也会是发展中国家的一大趋势。

柴油机更省油

这是众所周知的优势,我开车酷爱关注油耗,这也是我喜欢柴油机的最大原因。

这台ML350柴油版的综合油耗在9~10 L/100km区间,我开高速去外地,可以跑到7升左右,而汽油版的ML350综合油耗大约在14 L/100km左右,搭载3.0T发动机的ML320综合油耗也要在12~13 L/100km区间,大家可以直观感受一下油耗差距,这么省油,排放物又干净,那就更环保了。

ML350_CDI在市区拥堵工况的实测油耗,均速14km/h,已经算堵到爆了

PS:汽油版ML的油箱都是78升,唯独柴油版ML350的油箱是93升,一箱油跑一千多km是很轻松的事情,我太喜欢这种千里马了,奔驰真了解我!

到底为什么柴油机更省油,可能好多人都不知其所以然,我争取几句话把它说清楚。

1)

首先,柴油作为燃料,热值比汽油高,也就是说同样数量的燃料里,柴油蕴含的能量比汽油多。哈哈,在提炼工序上,柴油天生占据先机(而且0号柴油比汽油还便宜~每次加油我表示很开心)。

2)

其次,柴油机和汽油机的工作原理不一样,导致了柴油机工作效率更高。你们有没有印象,卡车油箱的加油口附近通常都脏脏的、黑黑的,油渍一大片?而我们私家车的加油口从来都干干净净。

这不是因为卡车司机不爱打理,而是因为柴油的挥发性比汽油差很多,加油时洒到油箱外面的柴油会一直挂在那里,像发动机渗出的机油一样,不断吸附灰尘,形成油泥,时间长了就脏兮兮的一片了。

两者挥发性的差异,造成了发动机工作原理的重大差别。汽油的挥发性好,容易和空气混合,也容易被点燃,所以汽油机都有火花塞,引爆燃料让活塞做功;而柴油挥发性差,用一个火星是点不燃的,必须先把缸内气体预压到一个很高的压力和温度后,再喷入雾状柴油,让柴油在这种高温环境下自燃,推动活塞做功。

PS:柴油基本不挥发,所以表面不会形成燃料蒸汽和空气的混合物,也就很难被点燃,相反汽油极易形成蒸汽,遇火星就容易爆炸,这在某种程度上决定了柴油和柴油车很安全,自燃的最大机理就是电路系统短路打火,遇到燃料系统泄漏起火,这可都是汽油车的专利哈!战场上跑的家伙基本都是烧柴油的,你得有多大的胆子才敢拉着一车汽油在枪林弹雨中穿梭啊。

简单地说,汽油机是点燃式的,压缩比不能太高(一般9~11较为常见),否则还没到点火时刻,就先把燃料压燃了(这就叫爆震);而柴油机是压燃的,就怕压不燃,必须设计出很高的压缩比(一般16~21较为常见),才能满足让柴油射进缸内就会自己燃烧的工作条件。

对于往复式内燃机,压缩比越高,做功效率就越高(具体原因太深奥,跳过),再加上柴油的燃烧过程缓慢而稳健,你可以理解为柴油被点爆后,活塞下行程中,有很长一段距离都在对活塞做功,而汽油机就是爆炸的那一瞬间在释放能量,做功过程很短暂。更长的燃烧过程和有效做功时间,有助于化学能充分转化为机械能,因此柴油机的燃料能量释放率更高,因此就更省油。我记得留学时,老师的讲义上说过,汽油机的能量效率做到30%就不错了,而柴油机可以做到45%左右(数据可能不精确,但八九不离十,不影响拿去装逼)。

当然,柴油机为什么最大转速只有3、4千转,也是上面这个原因,柴油燃烧速度天生就慢,你如果盲目增加转速的话,那么就有一部分燃料还没来得及燃烧就被赶进排气管,在排气管里继续烧油可不是好事儿,既不经济又危险,所以工程师只能让柴油机运行在一个相对“悠闲”的转速区间,就别去和汽油机拼转速了。

还有一个特点,因为柴油机是压燃式的,只要喷射雾化到位(严重取决于喷射压力),就能更加接近均质燃烧,燃烧彻底又充分,而且这样的燃烧条件更容易实现“稀燃”,总之,就是能提高燃油经济性。

而汽油机是点燃式的,火焰以点火中心为起点往整个燃烧室扩散,因为距离火花塞有近有远,微观地看,混合气的点燃的时机是不一样的,对于强迫症工程癌而言,这绝逼是不完美的点火。

无数研发人员都在努力让汽油机的混合条件接近柴油机,缩短引燃时间跨度,逼近理想状态的均质混合,或想办法实现稀燃,但难度的确很大。

柴油机扭矩更足

就拿这台柴油ML350来说吧,3.0T的柴油机在1600 rpm就能输出620 Nm的扭矩,而ML400上的高功率3.0T汽油发动机,也才480 Nm峰值而已。所以CDI版本的ML最直接的驾驶感受就是提速很给力,只要你肯给油门,车子会非常积极地穿出去,加上能充分利用附着力的4-Matic,很快就能达到不得不松油门的速度,我觉得驾驶的极限在我自己,而不在车子上。

民间的说法是“柴油机低扭好”,大意就是低转速扭矩大的意思。为什么柴油机这么有力,当年我们学发动机设计时,要用一大堆公式来推导证明的,今天我用诺式语言点到为止就好,不但保证你能懂,你还能给别人讲明白。

1)

柴油机的压缩比大,峰值压力也高,缸压高就直接导致扭矩大,这是毫无疑问的。

2)

还有,因为汽油烧得快,点爆后是短时做功推动活塞,其他时间都得靠惯性继续运转,直到下一次点火做功;而柴油引爆后能在很长的行程上持续推动活塞,所以最后在飞轮端得到的效果就是更大的扭矩。

3)

另外,柴油机要实现更大的压缩比,通常会考虑把冲程做长一些,冲程其实就是曲轴偏距的两倍嘛!所以冲程越长,就意味着曲轴偏距越长,那么同等的活塞推力就能在曲轴上产生更大的扭矩(力劈更长了)。

你要是搞不懂机械原理,那么可以从能量的角度去思考,不但柴油里蕴含的能量(热值)比汽油高,而且柴油机的燃烧做功效率也比汽油机高,那么柴油机就一定会比汽油机更有劲哈,否则多出这么多能量上哪里去了?对吧!

柴油机可靠性更高

这一点可能也会颠覆一些人对柴油车的认知。一台汽油机要正常工作,点火和喷油是两大主要环节,任何一个出问题,就没法运转。

而柴油机不需要点火系统,也就是说没有点火模块、点火线圈、火花塞等东西,系统更简单,点火系统出现失效导致的整机故障,柴油机完全免疫,你只需要照顾喷油系统就好,是不是感觉一下子少了一半的故障率吧?

一些老一辈的修理师傅会说“柴油车机舱可以拿水枪随便冲,汽油车就不能”,这种说法虽然有点“民间”,但也可见一斑。

另外,过度的磨耗也会导致老化和故障。由于柴油机转速低,那么发动机的摩擦阻力就小,单位时间的磨耗也会更少。我们做个不精确的推算,柴油发动机转速按汽油机的2/3计算,摩擦阻力一般和速度的平方相关,那么柴油机的磨耗就是汽油机的4/9(实际计算比这个要复杂,但大意差不多)。

而且,由于工作转速低,在相同的里程使用下,柴油机的整机运转圈数比汽油机少1/3,从这个角度看,磨损自然也比汽油机少(更低的转速也意味着更低的摩擦阻力,这也是低油耗的因素之一)。

柴油机的这些特性,特别适合长时间高里程运转,所以高速上没日没夜连轴跑路的卡车,必须都是烧柴油的(而且还都是带涡轮的),否则养护成本可不得了。这些卡车一年跑的里程,快够我们私家车开一辈子的了。所以柴油机只要保养得当,不用太担心寿命的问题,行业里柴油发动机无大修世界纪录高达90万英里,碰巧两个纪录都还是奔驰创造的。

如果是从研发人员的视角看,柴油机还有很多好处,今天就不多聊了,接下来说说柴油机的主要短板:

柴油机噪音大

通常情况下,柴油机的噪音的确比汽油机大。但~是~这台ML350_CDI的柴油发动机竟然和汽油机一般安静!打开机盖听,也不会觉得是一台柴油机在运转,简直是奔驰家的看家之作!我前几年帮国内主机厂调过不少柴油动力总成,自己也是头一次见到这种噪音水平的柴油机,建议这些车企的都买台二手柴油ML回去研究一下,绝对会让你们瞠目结舌。

好,我们接下来说典型的柴油发动机,它们之所以噪音、振动大,是因为柴油机的压燃式工作原理,缸压变化剧烈,难以避免存在更大的内力波动和振动,噪音就是理所应当的了。

在欧洲,大家熟知的每一款德系车,几乎都有相应的柴油版本,甚至还有柴油运动版,其实噪音也比较大,但是德国人觉得这就是柴油车的标签,类似你开法拉利,排气安安静静的就不大对头了。

老孟在这方面就很能“和国际接轨”,他觉得买台柴油版的进口车,就要有这种哒哒哒的声音,像全顺似的,这就是在告诉大家“老子不是滥大街的汽油版”,而是少数派的徽章,给老孟点个赞。

柴油机设计、制造成本高

同样是因为柴油机的压缩比高,内部受力大,所以部件必须有更高的强度和刚度,以及安全系数,这就决定了柴油机必须把机械部件做得更加“厚重粗壮”,或者使用规格更高的材料,这么一来,柴油机在自重上就会明显输给汽油机,而柴油机的造价也就会随之大幅增加。此外,由于发动机扭矩巨大,所以变速箱、传动系统、悬置的强度也必须做相应的提高。

大家查一下几款奔驰ML车型的自重就能知道用料的差别了。

ML320 2181 kg(汽油低功率)

ML400 2227 kg(汽油高功率)

ML350 CDI 2280 kg(柴油版)

厂家制造一台柴油车,核心总成的造价其实比同等动力级的汽油车要高不少,偏偏柴油版本在国内定价偏低,那么CDI的性价比其实就更高了。这就是用知识去发掘性价比的典型案例,明白为什么我从美国回来后就开始全国搜寻CDI了吧?本来就稀缺,行情炒涨不赖我哈~

早年的柴油机技术还不发达,柴油机的自重那是大得吓人,只能适用于火车、轮船这种对发动机自重不敏感的大家伙,主要目的是替代更加麻烦的蒸汽机,当然也只有这类造价昂贵的机器才用得起柴油机。而汽油机可以做得很小巧,加之天生优秀的“动力自重比”,在轻型设备上大行其道,比如油锯、割草机,当然,后来的汽车也属于这一类应用。

由于柴油机更加敦实,旋转件重量大会导致转速响应不如汽油机灵敏,所以限制了柴油机在超跑上的应用(似乎我说了句废话)。要突破这个物理瓶颈,柴油机才能用在高性能汽车上,除了减少旋转件的惯量,还得提高扭矩响应速度。

PS:当然,大家也不要因此就认为柴油机提速能慢到拖累百公里加速的程度,这种发动机自身转动惯量所导致的提速快慢,主要在空档轰油门时可以体现出差别,一旦挂上档位,瓶颈就不再是发动机自身惯量了,而是整车重量通过驱动系统反算到飞轮上的“等效惯量”,比发动机惯量大多了!这个时候汽油车和柴油车的加速表现,主要还得看扭矩和油门迟滞。

经过几十年来的技术演进,工程师的精雕细琢,柴油机开始逐渐告别庞大的身躯,接近汽油机的体重,这一切的优化都要付出巨大的研发成本,而汽油机倒是因为各种附加技术和装备而有越来越重的趋势。

柴油机峰值功率不高

这也是柴油机拼不过同排量汽油机的地方,ML350_CDI虽有620 Nm的惊人扭矩,但是最大功率只有190kW,极速224km/h,而最大扭矩只有400Nm的ML320极速能达到230km/h。

读了前面的内容,功率低的原因可能大家也能猜到,主要就是转速低给拖累的,毕竟功率=扭矩x转速。

所以柴油机需要专门匹配传动系统的减速比,让这台低转速的发动机也可以驱动整车达到一个最佳的极速点。不过我对极速从来没有要求,所以这一个短板我可以无视,想超车时车子跟脚比什么都重要。

写在后面

哇,码了6千多字,总算把柴油机的事儿说得差不多了,暂时刹一脚。如果近期还有时间,我再写写ML的愉悦之处吧。去年玩了半年的X5,现在摸到ML后,觉得还是奔驰的SUV更适合现在的我,手上的反馈虽不如X5灵敏,但稳健而从容,极端的舒服和精致。而且ML上还有个“X5键”,按一下你就能找到类似X5的驾感,再按一下就回归经典的奔驰驾感。

这两款车真有得一比,不过好像应该拿现款X5来做比才恰当哈~

国内的ML350_CDI实在太少了,我也是排除了很多台才找到这台各方面都满意的。为了选这款车,预算从40多万一路拉升到60万左右,玩具嘛,多花点钱一定是值得的。

如果你也想玩玩柴油车,选择余地可以大一些,比如路虎发现4、神行者2、揽胜、途锐、奥迪A6、奥迪Q7等高端车型,都有少量柴油版遗落在民间,扩大一下涉猎范围,应该也能找到一台称心如意的柴油大玩具(尤其是油箱容积100升的Q7,想象一下续航能力,就像给iPhone买了块电池背板一样爽)。

可能你会担心油品之类的问题,其实只要在大油站加油就好,认准两桶油,根据气候条件选好柴油的标号,杂质问题也不用担心,毕竟加油站会过滤一遍,车子上还有几级专门过滤,比汽油车过滤得都干净。

说到加油排队,我开着ML350在下班高峰去油站基本不用排队,因为一堆私家车都是在那边等汽油的,柴油机位空着等我,能想象那种VIP感觉么?

OK,就聊到这里,透露一下,我正在寻找下一台玩具,已经找了两、三周了,具体是啥,先保密…


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