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這款發動機憑什麼自稱“中國第一”?

不久前出的代號SQRE4T15B的奇瑞1.5T發動機曾名噪一時, 熱效率達37.1%, 號稱中國熱效率最高的發動機。

扭矩、排量、馬力, 一提這些我們可能對發動機性能就有點概念了,

但是熱效率是什麼?憑什麼熱效率高發動機就牛?大家隨小威一起來瞭解一下吧~

一、什麼是熱效率?

熱效率=有效做功能量/燃燒熱能

這裡的37.1%是指最大熱效率, 熱效率會根據發動機工況改變, 但是最大熱效率的提高意味著整體熱效率的提升。 熱效率是業界衡量發動機水準的重要參數之一。

有效做功的部分即為推動車輛前進的能量, 即使熱效率達37%, 仍有接近三分之二的能量沒有被利用起來。

沒被利用的能量都去哪兒了?

燃燒不充分, 部分汽油的能量並沒有轉化成熱能;

熱損失, 部分熱量隨尾氣排除, 部分為了保持發動機正常工作溫度被冷卻系統吸收;

機械損失, 氣缸內零件做工、產生摩擦等;

泵氣損失, 發動機進、排氣過程中造成的能量損失;

輻射和失火損失。

二、熱效率的現狀

現在市場上的發動機熱效率多在33%到37%這一區間, 奇瑞這款熱效率37.1%的發動機, 已然躋身尖子生的行列。

而日本汽車界一直努力鑽研熱效率的提升, 豐田2.5L Dynamic Force 發動機熱效率達40%, 是目前量產汽油發動機的“全球最高水準”(不考慮混動情況), 這款發動機的亮點是使用了“高速燃燒”技術。

2020年豐田的目標是實現熱效率50%, JC-08迴圈平均40%。

即使困難重重, 50%的熱效率仍舊是令發動機廠商心動不已的一顆甜果, 意味著發動機性能表現基本不變的情況下油耗實現可觀減少!(以現在發動機35%的熱效率算, 可以降低油耗30%)

三、如何實現熱效率的提高?

無非是讓燃油盡可能完全燃燒, 從泵氣、排氣、冷卻、摩擦等熱量損失那裡扣能量。

在知乎上有個實現更高熱效率的科技技術總結:高壓縮比、直噴、大量EGR、阿特金森(米勒)迴圈。

而豐田發動機先行設計部部長友田晃利早在2015年就向公眾發表了自己對未來發動機的想法:“稀薄燃燒、可變壓縮比、燃料改質, 這三項技術將對今後汽油機的發展至關重要。

可變壓縮比想必大家都聽得多, 燃料改質就是利用一些新能源, 小威就不展開多說了, 想要提的是實現50%這一資料的關鍵技術——HCCI。

HCCI

均質稀薄壓燃,不用火花塞點火,而是用類似柴油機的“壓燃”方式。

優點:

1、HCCI發動機中的燃火點遍佈整個氣缸,使燃料能夠在同一時間被壓燃,消除了火焰擴散中的能量損失,提升了燃燒效率;

2、可以按照變質調節的方式,直接通過調節噴油量來調節扭矩,不需要節氣門,使得發動機的泵氣損失大幅度降低;

3、燃燒溫度低,能夠減少輻射熱的傳遞,還能大幅降低氮氧化合物的形成。

缺點:

1、 容易產生爆震(高壓縮比帶來的難題)。由於採用壓燃方式,氣缸和活塞會收到暫態強大的壓力,很容易產生爆震;

2、轉速區間狹窄。轉速拉不高,功率較小。

3、電氣化配合要求很高。在燃燒時刻的控制上,HCCI發動機靠汽缸的壓力和溫度自燃,油氣混合氣的密度、氣缸的溫度和壓力等都需要進行精確的檢測和控制。

50%的熱效率可及否?一起拭目以待!

四、奇瑞的高熱效率是怎麼做到的?

再回到最初的起點,奇瑞的這個第一,能拿下也絕非易事。

這款E4T15B發動機並沒有採用“超高壓縮比”、“稀薄燃燒”等前沿技術,甚至沒有引入時下流行的“缸內直噴”,它達到高燃效的途徑,更多地是對現在主流技術的優化。

1、渦輪優化

採用了低摩擦的軸承和低慣量的渦等,目的是為了讓渦輪回應速度更快,壓縮氣體的效率更高,減少泵氣損失。

2、水冷式中冷器

配合渦輪,水冷式就比風冷式散熱效率高;採用的中冷器跟進氣歧管集成,可以縮短進氣管路,減少泵氣損失。

另外還有精准ECU控制發動機工作、優化的DVVT技術等等。值得期待的是,如果採用了缸內直噴,那麼這台發動機的熱效率又能提高多少?

這款發動機自稱“中國第一”,縱然只有熱效率那麼一個點,小威依舊是服氣的。這是一個窮孩子的覺悟!至少即使在合資品牌力,同價位也找不到熱效率比它更高的發動機了。還相當考慮國內油品問題,沒有採用缸內直噴,至少不會讓大家都頭疼積碳問題。不論如何,技術上的進步都是中國自主品牌在努力崛起的見證,而一系列高端零件商的支援也是對中國汽車行業潛力的認可。小威相信,國產發動機終有一天會在世界舞臺上發光發亮!

固特威,中國汽車用品品牌。

HCCI

均質稀薄壓燃,不用火花塞點火,而是用類似柴油機的“壓燃”方式。

優點:

1、HCCI發動機中的燃火點遍佈整個氣缸,使燃料能夠在同一時間被壓燃,消除了火焰擴散中的能量損失,提升了燃燒效率;

2、可以按照變質調節的方式,直接通過調節噴油量來調節扭矩,不需要節氣門,使得發動機的泵氣損失大幅度降低;

3、燃燒溫度低,能夠減少輻射熱的傳遞,還能大幅降低氮氧化合物的形成。

缺點:

1、 容易產生爆震(高壓縮比帶來的難題)。由於採用壓燃方式,氣缸和活塞會收到暫態強大的壓力,很容易產生爆震;

2、轉速區間狹窄。轉速拉不高,功率較小。

3、電氣化配合要求很高。在燃燒時刻的控制上,HCCI發動機靠汽缸的壓力和溫度自燃,油氣混合氣的密度、氣缸的溫度和壓力等都需要進行精確的檢測和控制。

50%的熱效率可及否?一起拭目以待!

四、奇瑞的高熱效率是怎麼做到的?

再回到最初的起點,奇瑞的這個第一,能拿下也絕非易事。

這款E4T15B發動機並沒有採用“超高壓縮比”、“稀薄燃燒”等前沿技術,甚至沒有引入時下流行的“缸內直噴”,它達到高燃效的途徑,更多地是對現在主流技術的優化。

1、渦輪優化

採用了低摩擦的軸承和低慣量的渦等,目的是為了讓渦輪回應速度更快,壓縮氣體的效率更高,減少泵氣損失。

2、水冷式中冷器

配合渦輪,水冷式就比風冷式散熱效率高;採用的中冷器跟進氣歧管集成,可以縮短進氣管路,減少泵氣損失。

另外還有精准ECU控制發動機工作、優化的DVVT技術等等。值得期待的是,如果採用了缸內直噴,那麼這台發動機的熱效率又能提高多少?

這款發動機自稱“中國第一”,縱然只有熱效率那麼一個點,小威依舊是服氣的。這是一個窮孩子的覺悟!至少即使在合資品牌力,同價位也找不到熱效率比它更高的發動機了。還相當考慮國內油品問題,沒有採用缸內直噴,至少不會讓大家都頭疼積碳問題。不論如何,技術上的進步都是中國自主品牌在努力崛起的見證,而一系列高端零件商的支援也是對中國汽車行業潛力的認可。小威相信,國產發動機終有一天會在世界舞臺上發光發亮!

固特威,中國汽車用品品牌。

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