這是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的第一個(gè)自愿性認(rèn)證,意味著發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率迎來了統(tǒng)一的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
歷史的前進(jìn)總能從微小之處顯現(xiàn)。譬如,從發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的演進(jìn)中,我們可以窺見160年來發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的提升。
1860年,法國人勒努瓦發(fā)明了世界上第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī),它通過煤氣燃燒產(chǎn)生熱能和動(dòng)力,壓縮比為1,熱效率為4.5%,低于當(dāng)時(shí)的蒸汽機(jī)水平。
1876年,德國工程師奧托研制出第一臺(tái)四沖程煤氣內(nèi)燃機(jī),壓縮比達(dá)到2.5,熱效率達(dá)到14%,超過蒸汽機(jī)的同期水平。
1883年,戴姆勒和邁巴赫聯(lián)手造出了世界第一臺(tái)立式四沖程汽油機(jī),內(nèi)燃機(jī)熱效率歷史性地提升到15%,1894年又提高到20%。
此后多年,汽油機(jī)熱效率都沒有太大的進(jìn)步。1926年瑞士人布希引入了廢氣渦輪增壓理論、1950年直噴技術(shù)原型開始出現(xiàn),但汽油機(jī)熱效率進(jìn)步緩慢。
直到1990年,電噴系統(tǒng)才給汽油機(jī)熱效率帶來了明顯改善。到了2000年,發(fā)動(dòng)機(jī)精確噴油下的熱效率才達(dá)到30%。
可以說,發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的提升就是一代又一代工程師對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)精益求精的歷史,是一條重要的汽車工業(yè)發(fā)展脈絡(luò)。
而近年來,國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)也取得了巨大進(jìn)步,尤其是家用小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步非常明顯,已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
5月12日,一汽奔騰T77 PRO搭載的1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)得到中汽研華誠(CATARC)熱效率認(rèn)證,獲得“能效之星”001號(hào)認(rèn)證證書,其最高有效熱效率達(dá)到39.06%。
這是自主量產(chǎn)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)通過第三方權(quán)威認(rèn)證的最高水平,也是國內(nèi)針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的首個(gè)第三方權(quán)威認(rèn)證。
同級(jí)多在28%-33%
什么是發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率?
熱效率即發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)汽油燃燒輸出的機(jī)械功與發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒產(chǎn)生能量的比值, 反映的是發(fā)動(dòng)機(jī)從燃油轉(zhuǎn)換成動(dòng)力的一種能力。
比如,一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的最高有效熱效率為39%,這就意味著發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)消耗的燃油中有39%的能量轉(zhuǎn)化為實(shí)際輸出動(dòng)力,而另外61%的能量則因機(jī)械阻力損耗、排氣損耗、冷卻損耗、泵氣損耗等各種形式的損耗浪費(fèi)掉了。
理論上講,發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率越高,燃油轉(zhuǎn)化就越高效,在輸出相同動(dòng)力的情況下,耗油越少,也就越省油。
中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)室主管工程師李騰騰稱,“一輛汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率從35%提升到39%,在加滿油的情況下,汽車的續(xù)航里程可以從500公里提升到550公里。”
所以說,發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率不但是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)水平的一個(gè)重要數(shù)據(jù),也是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性一個(gè)重要指標(biāo)。
在2019年“中國心”十佳發(fā)動(dòng)機(jī)評(píng)比中,小排量渦輪增壓組別中的三款發(fā)動(dòng)機(jī),熱效率的表現(xiàn)都非常優(yōu)秀:奇瑞瑞虎8的ACTECO1.6T熱效率37.1%,長安逸動(dòng)PLUS的藍(lán)鯨1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率37.6%,海馬1.6TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率37%。
一汽奔騰T77 PRO 1.5T 發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率超過39%,在1.5L排量發(fā)動(dòng)機(jī)中最高。而目前市場(chǎng)常見同級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率多在28%-33%。
奔騰是怎么做到的
作為行業(yè)里第一個(gè)獲得CATARC認(rèn)證能效之星,奔騰T77 PRO在行業(yè)里樹立了一個(gè)標(biāo)桿,它是怎么做到超高熱效率的?
奔騰T77 PRO搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)是第三代產(chǎn)品,被稱為“智擎魔方”。這款發(fā)動(dòng)機(jī)除了具備超高壓縮比,還采用了米勒循環(huán)、350bar超高壓直噴系統(tǒng)、低摩擦技術(shù)等多個(gè)先進(jìn)技術(shù)。
壓縮比反映氣缸氣體被壓縮的程度,在氣缸內(nèi)油氣被壓縮得越厲害,膨脹時(shí)產(chǎn)生的能量也就越大,從而也就越能夠獲得更高的動(dòng)力和更強(qiáng)的爆發(fā)力。但高壓縮比會(huì)提升發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)油品的要求會(huì)較高,一般要求加注95號(hào)或98號(hào)油,同時(shí)也會(huì)帶來零件成本、整車成本、用車成本的上漲。
奔騰T77 PRO發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比高達(dá)11.5,但它采用米勒循環(huán)搭載350bar三次噴射系統(tǒng),同時(shí)配合馬蹄形活塞解決了爆震問題,只需要加注92號(hào)汽油就可以滿足各種駕駛工況,有效降低了成本。
而米勒循環(huán)技術(shù)使膨脹比大于壓縮比,能最大限度將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,達(dá)到提發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率,從而降低燃油消耗的目的。
博世350bar高壓直噴系統(tǒng)的加持則實(shí)現(xiàn)了噴油器在高壓力低脈寬的情況下的精準(zhǔn)噴射,使油滴納米級(jí)霧化,燃燒更充分。
T77 PRO發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了DLC 涂層、滾輪搖臂驅(qū)動(dòng)氣門、可變剛度氣門彈簧等低摩擦技術(shù),進(jìn)一步減少燃油消耗,提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
該發(fā)動(dòng)機(jī)擁有智能熱管理模塊,可以針對(duì)不同環(huán)境溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷,控制模式智能動(dòng)態(tài)切換使發(fā)動(dòng)機(jī)長期工作于最優(yōu)水溫下,減少熱能損失,降低整機(jī)油耗。
而其配備的兩級(jí)可變流量機(jī)油泵則可以實(shí)現(xiàn)機(jī)油流量、機(jī)油壓力按需進(jìn)行兩級(jí)控制,可變機(jī)油泵解決了傳統(tǒng)定量機(jī)油泵供油量過剩問題,工況油耗可以降低1.8%。
冷啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過低,是油耗上升的一個(gè)重要原因,尤其是冬天剛啟動(dòng)時(shí)不但動(dòng)力差而且油耗高,這時(shí)候就需要快速提升水溫,除了智能熱管理模塊,氣缸蓋集成排氣歧管技術(shù)也發(fā)揮了作用。
排氣歧管內(nèi)的熱廢氣可以快速與氣缸蓋水套進(jìn)行熱交換,提高水溫,實(shí)現(xiàn)
冷啟動(dòng)時(shí)的快速暖機(jī);發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)缸蓋水套還可以對(duì)排氣歧管進(jìn)行冷卻,從而降低了渦輪增壓器的進(jìn)氣溫度,進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)增壓值;集成排氣歧管技術(shù)還縮短了渦輪管路長度,讓渦輪響應(yīng)更快。
T77 PRO發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了電控活塞冷卻噴油嘴技術(shù),通過ECU控制電磁閥實(shí)現(xiàn)冷卻噴嘴是否開啟,發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷實(shí)現(xiàn)活塞冷卻系統(tǒng)智能開啟、減少活塞不必要的冷卻產(chǎn)生的機(jī)油流量消耗,實(shí)現(xiàn)整車油耗降低。
值得一提的是,這種智能活塞冷卻噴嘴技術(shù),國內(nèi)自主企業(yè)基本沒有應(yīng)用,合資企業(yè)僅有部分應(yīng)用。
此外,T77 PRO發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了中置VVT換氣技術(shù),帶來更大扭矩、更低油耗。
首個(gè)乘用車能效認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
隨著越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)以及人們節(jié)能意識(shí)的加深,高能效、低排放汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展的方向。
有些新技術(shù)已在量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛應(yīng)用,如可變氣門正時(shí)、可變排量機(jī)油泵、缸蓋集成排氣等技術(shù),有些正處于發(fā)展和完善階段,有可能成為未來內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向,比如 EGR、混合噴射、停缸等。
不過,市場(chǎng)上對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率標(biāo)準(zhǔn)并沒有統(tǒng)一的規(guī)定,消費(fèi)者選購車輛時(shí)看到的數(shù)據(jù)只能來自汽車廠家的宣傳。
在此背景下,CATARC認(rèn)證制定了全行業(yè)首個(gè)乘用車油耗試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)——《乘用車用汽油機(jī)能效認(rèn)證》,通過相應(yīng)的試驗(yàn)測(cè)試,最高有效熱效率≥38%的發(fā)動(dòng)機(jī)將獲得該項(xiàng)認(rèn)證。
這是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的第一個(gè)自愿性認(rèn)證,意味著發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率迎來了統(tǒng)一的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)認(rèn)證不僅是對(duì)企業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的一種肯定,更是鼓勵(lì)行業(yè)聚焦汽車核心技術(shù)研發(fā)。
在一汽奔騰之后,必將有更多企業(yè)參與到發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率認(rèn)證中來。尤其國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)這些年的研發(fā)進(jìn)步,也需要這樣一個(gè)平臺(tái)更好地展示給消費(fèi)者。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:汽車商業(yè)評(píng)論
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