目前量産車中發動機熱效率最高的是搭載在海外版馬自達3上的那台SkyActiv-X壓燃發動機,理論上最大熱效率達到43%,有着技術宅之稱的馬自達終于如願從豐田手中搶回了第一的位置,捍衛了自己在發動機領域的地位。不過量産車熱效率第一的位置恐怕很快就要易主,而這一次不是馬自達的老對手豐田、本田,而是很多人口中所謂“不行”的國産發動機。
這事還得從去年6月舉行的長城汽車“2019 蜂巢易創新一代動力總成技術發布會”說起,會上長城推出了全新4N20平台發動機的首個量産機型EN01,該發動機熱效率達到了38.3%,而升級産品的樣機最佳指示熱效率為48%。按照規劃,長城還将研發熱效率高達50%的發動機,比目前量産車中排量前兩位的馬自達3 SkyActiv-X壓燃發動機(43%)和凱美瑞2.5L發動機(41%)熱效率都要高。
那麼發動機熱效率是什麼,車企為什麼熱衷于發動機熱效率。
我們知道發動機一個周期包括了吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程,在做功沖程中,通過燃燒汽缸中的汽油/柴油等,将燃料的化學能轉化為熱能,然後熱能再轉化為推動活塞往複運動的機械能,最後通過活塞的往複運動來推動曲軸的轉動。而熱效率是指發動機中轉變為機械能的有效熱量與所消耗燃料的總熱量的比值。
例如一台發動機的熱效率為36%,那麼它消耗的燃油中隻有36%的能量轉化為實際動力,而其他的64%能量因為排氣損失、機械損失、冷卻損失等等而浪費掉,簡單來說你每加100元油,就有64元打了水漂。
聽着有些誇張,但事實就是這麼殘暴,所以理論上,發動機熱效率越高,在輸出相同動力的情況下消耗的燃油越少,也就越省油。
有人估計會問,發動機熱效率既然對油耗這麼重要,那車企為什麼不加足馬力提高它呢?
尼古拉斯·奧托
其實從1860年第一台内燃機誕生以來,科學家就就嘗試着各種努力去提高發動機熱效率。從最早煤氣機不到5%的熱效率到1876年尼古拉斯·奧托提出的四沖程内燃機(汽油機),熱效率一下子提高到了11%,再到1892年,魯道夫·迪塞爾提出的壓燃式四沖程内燃機(柴油機),熱效率再次提高了一倍。
而到現在噴油器、油泵、缸内直噴、米勒循環、可變氣門正時(VVT)、可變凸輪機構(VCS)、高壓縮比、發動機管理系統等先進技術的運用,都和提高發動機熱效率有關。所以有人說發動機的發展史就是熱效率的發展史。
14RT-flex96C船用柴油機
不過從160年的内燃機發展史來看,熱效率的提升似乎很慢,從最開始的5%左右到目前熱效率最高内燃機——14RT-flex96C船用柴油機,其最高熱效率也不過55%,160年來隻增長了11倍,相比電腦性能每隔18-24個月便會增加一倍的速度來看,簡直小巫見大巫。
SkyActiv-X壓燃發動機
而四沖程的汽油發動機熱效率的提升就更慢了,從1876年的11%到目前汽油發動機熱效率普遍不到35%,搭載在馬自達3上的那台SkyActiv-X壓燃發動機,是目前量産車中熱效率最高的汽油發動機,也不過43%。144年來,四沖程汽油發動機熱效率提升不到4倍。
所以很多行業人士吐槽發動機熱效率每提高1%都非常困難,但就是在如此困難的情況下,有些國産品牌卻把發動機熱效率做到了38%,而有些甚至有望突破50%。
紅旗是去年發展勢頭最猛的自主品牌車企之一,也是第一個把車賣到500萬卻還一車難求的國産品牌,而更出人意料的就是紅旗的技術。搭載在紅旗HS5上的那台2.0T發動機,熱效率達到了39%,是目前量産車中,熱效率最高的國産發動機。
這台發動機采用全鋁合金缸體材質,采用了350bar缸内直噴、進排氣雙VVT氣門正時系統、熱管理模塊等技術。其中雙VVT技術,可以在壓縮階段通過延遲關閉進氣門使部分混合氣體溢出氣缸外,讓發動機的膨脹比大于壓縮比,從而提高發動機熱效率。
一汽的這台代号CA4GC20TD-32的2.0T發動機最大功率為224馬力,最大扭矩為340N·m,目前主要應用在紅旗HS5上,将來或将運動在HS7等車型上,成為家族的主力發動機。
在去年6月舉行的長城汽車“2019 蜂巢易創新一代動力總成技術發布會”上,長城品牌旗下專注于動力總成和智能研發的蜂巢易創公司推出了全新4N20平台發動機的首個量産機型EN01,該發動機融入米勒循環,在壓縮階段通過延遲關閉進氣門使部分混合氣體溢出氣缸外,膨脹比大于壓縮比使得氣缸内剩餘的氣體燃燒更加充分。據悉熱效率達到了38.3%,将來新發動機或将替代現款的2.0T發動機。
按照規劃,4N20平台發動機還将推出代号為RY29的機型,采用低壓EGR(廢氣再循環)和停缸技術,熱效率将達到41%;而代号為EY26的機型,采用稀薄燃燒、EGR等技術,壓縮比達到17:1,據悉熱效率将達到50%。而至于這些發動機什麼時候落地,買買君還沒有得到确切的消息。
作為中國品牌第一陣營的車企,長安向來比較注重自主研發,擁有着國産品牌首個動力模塊化平台——藍鲸NE動力平台,該平台是長安中小排量模塊化平台,可覆蓋1.0-1.8L不同排量的發動機,零件通用率達到98%,并且兼容48V輕混、PHEV插電混動以及乙醇燃料。
而搭載在逸動藍鲸版和CS35 PLUS藍鲸版上的那台藍鲸1.4T發動機,則是藍鲸NE動力平台的首款産品。發動機采用了350bar高壓燃油直噴、可變排量機油泵、雙VVT可變氣門正時等技術,發動機最大功率為158馬力,最大扭矩為260牛·米,熱效率能夠達到38%。
按照規劃,藍鲸NE動力平台還将推出一台1.5T發動機,其發動機熱效率将達到40%,未來該發動機或将替代CS55 PLUS上的那台1.5T發動機。
廣汽第三代2.0T發動機熱效率同樣達到38%,與長安藍鲸1.4T并列國産量産發動機熱效率第三名。
這款代号為4B20J1的2.0T發動機是廣汽G平台下的第三代渦輪增壓直噴發動機,相比第二代2.0T發動機保守求穩的做法,第三代加入了350bar高壓燃油直噴、雙渦管單渦輪、進排氣雙VVT等先進技術。發動機最大功率達到252馬力,最大扭矩達到390牛·米,相比第二代發動機分别提升51馬力和70牛·米。
奇瑞被稱為中國的技術宅,在建廠初期就在走上了自主研發的道路,路途雖然充滿荊棘,但卻積累了豐富的經驗和技術,并且打造出了當時國内熱效率最高的國産發動機——ACTECO 1.6TGDI發動機,其熱效率達到了37.1%。
奇瑞的這台1.6T發動機家族的第三代産品,采用缸内直噴技術,搭載了奇瑞最新的iHEC燃燒系統,通過高強度進氣系統、200bar高壓供油系統,90毫米高能點火系統、第三代智能控制系統等技術來實現高熱效率。
目前搭載這台1.6TGDI發動機的車型包括星途TX、瑞虎8、星途LX等,主要是奇瑞品牌旗下的高端車型。
理論上發動機熱效率越高越省油,但是發動機熱效率是随着發動機負荷變化而變化,其最高熱效率隻是在發動機狀态最好的時候才會出現。
我們以凱美瑞的2.5L發動機為例,官方聲稱最高熱效率達到40%,在SkyActiv-X壓燃發動機沒面世之前,是世界上量産車型中,熱效率最高的發動機。我們從實車數據來看,隻有當發動機轉速在1800-2300rpm之間,扭矩在151-172N·m之間,兩個條件同時滿足時,才接近40%的最高熱效率,隻要其中任何一個條件不滿足,熱效率就達不到最高。而在日常的道路環境中,是很難讓發動機處于最佳的工作狀态(混動除外)。
所以車子是否省油,除了看最高熱效率之外,還要看最高值是否持久。另外,影響油耗的因素還有很多,包括駕駛習慣、路況、車重、風阻等等,所以我們在購車時,不能單憑發動機的熱效率去判斷一款車是否省油。
熱效率高的車雖然并不一定省油,但對于廠家來說,能否研發出熱效率高的發動機一定程度上代表了廠家的研發能力。我們很欣慰的看到,随着技術的積累和研發的不斷投入,國産發動機的熱效率不斷提高,甚至有了和國外品牌扳手腕的實力。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!