热效率最高的5款国产发动机,奇瑞只能垫底?

目前量产车中发动机热效率最高的是搭载在海外版马自达3上的那台SkyActiv-X压燃发动机,理论上最大热效率达到43%,有着技术宅之称的马自达终于如愿从丰田手中抢回了第一的位置,捍卫了自己在发动机领域的地位。不过量产车热效率第一的位置恐怕很快就要易主,而这一次不是马自达的老对手丰田、本田,而是很多人口中所谓“不行”的国产发动机。




这事还得从去年6月举行的长城汽车“2019 蜂巢易创新一代动力总成技术发布会”说起,会上长城推出了全新4N20平台发动机的首个量产机型EN01,该发动机热效率达到了38.3%,而升级产品的样机最佳指示热效率为48%。按照规划,长城还将研发热效率高达50%的发动机,比目前量产车中排量前两位的马自达3 SkyActiv-X压燃发动机(43%)和凯美瑞2.5L发动机(41%)热效率都要高。


那么发动机热效率是什么,车企为什么热衷于发动机热效率。



我们知道发动机一个周期包括了吸气、压缩、做功、排气四个冲程,在做功冲程中,通过燃烧汽缸中的汽油/柴油等,将燃料的化学能转化为热能,然后热能再转化为推动活塞往复运动的机械能,最后通过活塞的往复运动来推动曲轴的转动。而热效率是指发动机中转变为机械能的有效热量与所消耗燃料的总热量的比值。



例如一台发动机的热效率为36%,那么它消耗的燃油中只有36%的能量转化为实际动力,而其他的64%能量因为排气损失、机械损失、冷却损失等等而浪费掉,简单来说你每加100元油,就有64元打了水漂。


听着有些夸张,但事实就是这么残暴,所以理论上,发动机热效率越高,在输出相同动力的情况下消耗的燃油越少,也就越省油。



有人估计会问,发动机热效率既然对油耗这么重要,那车企为什么不加足马力提高它呢?


尼古拉斯·奥托


其实从1860年第一台内燃机诞生以来,科学家就就尝试着各种努力去提高发动机热效率。从最早煤气机不到5%的热效率到1876年尼古拉斯·奥托提出的四冲程内燃机(汽油机),热效率一下子提高到了11%,再到1892年,鲁道夫·迪塞尔提出的压燃式四冲程内燃机(柴油机),热效率再次提高了一倍。



而到现在喷油器、油泵、缸内直喷、米勒循环、可变气门正时(VVT)、可变凸轮机构(VCS)、高压缩比、发动机管理系统等先进技术的运用,都和提高发动机热效率有关。所以有人说发动机的发展史就是热效率的发展史。



14RT-flex96C船用柴油机


不过从160年的内燃机发展史来看,热效率的提升似乎很慢,从最开始的5%左右到目前热效率最高内燃机——14RT-flex96C船用柴油机,其最高热效率也不过55%,160年来只增长了11倍,相比电脑性能每隔18-24个月便会增加一倍的速度来看,简直小巫见大巫。


SkyActiv-X压燃发动机


而四冲程的汽油发动机热效率的提升就更慢了,从1876年的11%到目前汽油发动机热效率普遍不到35%,搭载在马自达3上的那台SkyActiv-X压燃发动机,是目前量产车中热效率最高的汽油发动机,也不过43%。144年来,四冲程汽油发动机热效率提升不到4倍。


所以很多行业人士吐槽发动机热效率每提高1%都非常困难,但就是在如此困难的情况下,有些国产品牌却把发动机热效率做到了38%,而有些甚至有望突破50%。




红旗是去年发展势头最猛的自主品牌车企之一,也是第一个把车卖到500万却还一车难求的国产品牌,而更出人意料的就是红旗的技术。搭载在红旗HS5上的那台2.0T发动机,热效率达到了39%,是目前量产车中,热效率最高的国产发动机。



这台发动机采用全铝合金缸体材质,采用了350bar缸内直喷、进排气双VVT气门正时系统、热管理模块等技术。其中双VVT技术,可以在压缩阶段通过延迟关闭进气门使部分混合气体溢出气缸外,让发动机的膨胀比大于压缩比,从而提高发动机热效率。



一汽的这台代号CA4GC20TD-32的2.0T发动机最大功率为224马力,最大扭矩为340N·m,目前主要应用在红旗HS5上,将来或将运动在HS7等车型上,成为家族的主力发动机。




在去年6月举行的长城汽车“2019 蜂巢易创新一代动力总成技术发布会”上,长城品牌旗下专注于动力总成和智能研发的蜂巢易创公司推出了全新4N20平台发动机的首个量产机型EN01,该发动机融入米勒循环,在压缩阶段通过延迟关闭进气门使部分混合气体溢出气缸外,膨胀比大于压缩比使得气缸内剩余的气体燃烧更加充分。据悉热效率达到了38.3%,将来新发动机或将替代现款的2.0T发动机。



按照规划,4N20平台发动机还将推出代号为RY29的机型,采用低压EGR(废气再循环)和停缸技术,热效率将达到41%;而代号为EY26的机型,采用稀薄燃烧、EGR等技术,压缩比达到17:1,据悉热效率将达到50%。而至于这些发动机什么时候落地,买买君还没有得到确切的消息。



作为中国品牌第一阵营的车企,长安向来比较注重自主研发,拥有着国产品牌首个动力模块化平台——蓝鲸NE动力平台,该平台是长安中小排量模块化平台,可覆盖1.0-1.8L不同排量的发动机,零件通用率达到98%,并且兼容48V轻混、PHEV插电混动以及乙醇燃料。



而搭载在逸动蓝鲸版和CS35 PLUS蓝鲸版上的那台蓝鲸1.4T发动机,则是蓝鲸NE动力平台的首款产品。发动机采用了350bar高压燃油直喷、可变排量机油泵、双VVT可变气门正时等技术,发动机最大功率为158马力,最大扭矩为260牛·米,热效率能够达到38%。


按照规划,蓝鲸NE动力平台还将推出一台1.5T发动机,其发动机热效率将达到40%,未来该发动机或将替代CS55 PLUS上的那台1.5T发动机。



广汽第三代2.0T发动机热效率同样达到38%,与长安蓝鲸1.4T并列国产量产发动机热效率第三名。



这款代号为4B20J1的2.0T发动机是广汽G平台下的第三代涡轮增压直喷发动机,相比第二代2.0T发动机保守求稳的做法,第三代加入了350bar高压燃油直喷、双涡管单涡轮、进排气双VVT等先进技术。发动机最大功率达到252马力,最大扭矩达到390牛·米,相比第二代发动机分别提升51马力和70牛·米。





奇瑞被称为中国的技术宅,在建厂初期就在走上了自主研发的道路,路途虽然充满荆棘,但却积累了丰富的经验和技术,并且打造出了当时国内热效率最高的国产发动机——ACTECO 1.6TGDI发动机,其热效率达到了37.1%。


奇瑞的这台1.6T发动机家族的第三代产品,采用缸内直喷技术,搭载了奇瑞最新的iHEC燃烧系统,通过高强度进气系统、200bar高压供油系统,90毫米高能点火系统、第三代智能控制系统等技术来实现高热效率。



目前搭载这台1.6TGDI发动机的车型包括星途TX、瑞虎8、星途LX等,主要是奇瑞品牌旗下的高端车型。



理论上发动机热效率越高越省油,但是发动机热效率是随着发动机负荷变化而变化,其最高热效率只是在发动机状态最好的时候才会出现。



我们以凯美瑞的2.5L发动机为例,官方声称最高热效率达到40%,在SkyActiv-X压燃发动机没面世之前,是世界上量产车型中,热效率最高的发动机。我们从实车数据来看,只有当发动机转速在1800-2300rpm之间,扭矩在151-172N·m之间,两个条件同时满足时,才接近40%的最高热效率,只要其中任何一个条件不满足,热效率就达不到最高。而在日常的道路环境中,是很难让发动机处于最佳的工作状态(混动除外)。


所以车子是否省油,除了看最高热效率之外,还要看最高值是否持久。另外,影响油耗的因素还有很多,包括驾驶习惯、路况、车重、风阻等等,所以我们在购车时,不能单凭发动机的热效率去判断一款车是否省油。


热效率高的车虽然并不一定省油,但对于厂家来说,能否研发出热效率高的发动机一定程度上代表了厂家的研发能力。我们很欣慰的看到,随着技术的积累和研发的不断投入,国产发动机的热效率不断提高,甚至有了和国外品牌扳手腕的实力。

标签: 技术解析
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