熱效率連創新高,自主發動機技術已反超合資真相沒這麼簡單

最近,東風風神發佈了一款名為“C15TDR”的全新1.5T發動機,經中汽研華誠認證,這款發動機的最高熱效率達到了41.07%,一舉超過了豐田2.5L混動發動機的41%,這是目前國內量產汽油機的最高紀錄。
熱效率連創新高,自主發動機技術已反超合資真相沒這麼簡單
此外,長安,比亞迪,長城,奇瑞等,也都有超高效率的機頭問世。自主發動機技術已經超過合資品牌了嗎?其實真相併沒有這麼簡單。
1、熱效率這個數值到底有多大意義?
首先我們看一下定義,發動機的熱效率,指的是發動機輸出的機械功與燃料燃燒所產生能量的比值。這個其實很好理解,比如A發動機熱效率40%,B發動機熱效率35%,按照字面意思理解,如果A和B的動力輸出完全相同,消耗同樣的汽油,A可以跑400公里,B只能跑350公里。那這個數字就太有意義了,油耗一下子降了14.3%。
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這顯然與我們的固有認知是相悖的,我們都知道,在內燃機技術高度成熟的今天,不可能一下子把油耗降低那麼多。那麼問題出在哪呢?問題出在,廠家所宣傳的這個熱效率數值,指的是最大熱效率,即在特定工況下達到的最大熱效率。
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我們來看一下發動機的萬有特效曲線,它是由一個一個“圈圈”構成,最小的圈是245g/kWh,它在整個MAP圖上,只佔據很小的一個空間,代表着最低的比油耗。最低比油耗對於工況下的熱效率,才是最大熱效率。而其他的部分,油耗都是要高得多的。內燃機這玩意工作特別挑,速度高了速度低了,都不省油,負荷大了負荷小了,也都不省油,只有中間那麼個小圈圈最省油。
也就是説,最高熱效率41.07%,並不意味着就一定比熱效率38%的發動機省油,還是要看整個區間的油耗分佈。還有非常重要的,與變速箱的匹配,如何讓發動機儘可能在低油耗的區間工作。
2、熱效率越高,技術越強?
我們來看一下當前發佈的發動機熱效率排名,排名第一的是馬自達SKYACTIV-X 2.0L自然吸氣發動機,最高熱效率達到了43%。
它是怎麼做到這一點的呢,答案是它是一款壓燃式的發動機,在特定工況下,它是採用超高壓縮比壓燃的,並不是通過火花塞點燃混合氣體。壓燃的火焰傳播速度有着先天性的優勢,所以採用壓燃技術的柴油機,往往比汽油機熱效率更高。
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但高壓縮比的帶來的劣勢也是非常明顯的,爆震進一步加劇,積碳增多,燃燒安定性控制也是問題,勢必要調整其他系統來配合解決這些問題。這個算是馬自達的獨門“黑科技”,但穩定性如何,以及成本怎樣控制,也是一個問題。
而兩田的阿特金森混動發動機,則是特殊工況的產物,它們有了電機的加持,本身動力需求是比較低的,更多作為發電機存在,所以它們可以做到更高的效率。日產通過可變壓縮比,通用通過超低摩擦設計,也達到了38%以上的效率。
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但歸根到底有一點,這些合資一線發動機都是用新技術的運用達到這個數值的。是衝着更好的匹配車型去的,在新技術運用下的水到渠成,而不是僅僅為了做到這個數值。
比如日產的2.0T可變壓縮比發動機,在低壓縮比時動力強勁,在高壓縮比時油耗低。如果只是為了做到最佳熱效率,那它還變啥壓縮比呀,直接用14:1的高壓縮比,效率肯定不止38%呀。
所以國產發動機的這些“突破”,還真不意味着就是技術上超過合資企業了。但總的來説,確實也算是非常可喜的進步。
3、自主發動機技術解讀
東風風神的這次新1.5T發動機賣點頗多,最大功率150kW,最大扭矩320Nm,熱效率突破40.07%,三大數據都非常領先。但細究一下就會發現,這是通過動力版和高效版兩個不同的版本實現的,實際上和大眾的EA888高功、低功一樣,根本就是兩款不同的發動機了。
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而高效版在達到41.07%的熱效率之餘,最大扭矩只有260Nm,比亞迪宋PLUS搭載的新1.5T最大扭矩是288Nm。考慮到東風這款1.5T暫時沒有隨車型申報公告,最終量產版本的性能可能會更弱一些,這個動力性能很顯然是不能滿足新的需求的。
而東風官方的回答也很直接,表示高效版發動機會最終搭載到混動車型上,考慮到阿特金森發動機的特點,恐怕只有類似兩田的混動車型才能用得上,普通插電式混動車型本身就是燃油動力為主,根本不需要這樣的機頭。
也就是説,除非東風搞出類似於本田i-MMD的混動系統,或者日產即將投產的E-POWER系統也行,要不然這款高效版機頭,恐怕用處並不大。而做出一套這樣的混動系統的難度,恐怕比造發動機本身還要大。
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所以,大概最終,這款40.07%熱效率的機頭,可能並不會“上車”。倒是動力版本更值得期待一些,150kW最大功率,320Nm最大扭矩,都是非常優秀的,比長安藍鯨1.5T性能更強,但最終量產會是什麼狀態呢?比亞迪、長安、長城這些,造1.5T發動機可是已經有很多年了,東風可以彎道超車嗎?
其實從東風這款機頭來看,它的技術特點上平平無奇。燃燒系統採用的是阿特金森循環,這是豐田證明最高效的燃燒方式之一。350bar高壓噴射系統,這是博世們論證出來的,最適合國六小型汽油機的燃油噴射壓力。高壓冷卻EGR、高滾流比進氣道、高壓縮比燃燒室,這和紅旗的2.0T技術路線幾乎完全一樣。
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當然東風也引入了一些獨門技術,比如在缸蓋內採用了“橫流冷卻系統”,強行讓冷卻液從缸蓋的高温側通過,對於發動機熱負荷的抑制更加精緻。再比如在活塞銷和氣門挺柱上採用了DLC塗層,讓內部的摩擦阻力進一步降低,與新軒逸發動機採用的“鏡面缸孔熔射技術”可謂異曲同工。
從這個角度上講,雖然技術沒多少新意,但東風的這款發動機,確實從各個維度,都做了最大程度的努力。
4、功夫汽車
在功夫汽車看來,自主品牌在熱效率這個指標上“龍爭虎鬥”,這個和曾經的手機市場是一樣的。你説你4核,我就有8核,你內存4g,我就做6g。這個數據不一定多有用,所謂8核,可能就是1核工作,7核看戲。但大體上這個數據和性能是正相關的,至少説明我們的自主品牌一直在努力研發。
不過相比不斷攀高的數據,我們還是更應該關注實實在在的產品,是否新車真的是動力更好、操控更棒、油耗更加。相比東風這款尚未“上車”的發動機,我們還是更期待剛剛上市的宋PLUS、新H6這些車型的表現。大家覺得呢?
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