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周磊

战战战兢兢,即生时不忘地狱;坦坦荡荡,虽逆境亦畅天怀。

 
 
 

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中国汽车行业知名专家、资深汽车行业评论员,知名汽车行业自媒体人,博派汽车自媒体联盟(AutoBot)发起人。

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传统燃油发动机并不过时,“热效率”研究还在继续  

2017-05-12 19:12:10|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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前些日子,奇瑞E4T15B发动机的发布,其超高的热效率引来不少的关注和质疑,这几天海马、广汽传祺也纷纷表示自家正在研制高热效率发动机,好像一时间热效率又火了起来。事实上,各大车企甚至高校一直都在进行相关方面的研究,丰田和马自达更是宣称,将来他们的发动机热效率能够达到50%。由此可见,热效率从来就没有过气过。

传统燃油发动机并不过时,“热效率”研究还在继续 - 周磊 - 周磊

热效率是什么?

燃料是具有能量(化学能)的,在进入发动机的燃油一定的情况下,燃料燃烧释放出来的能量,但并不是仅用来驱动汽车,还有诸如废气带走的热量、冷却水吸收的热量、摩擦、泵气扫气以及热辐射损失的能量等我们不希望见到的能量消耗。而热效率就是指那部分用来驱动汽车的能量,与燃料含有的总能量的比值,其关系就像是回报与付出。

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提高热效率有什么好处?

这么多的车企都想提高自己发动机的热效率,可见这必定是有好处的。车业杂谈就给大家举个简单的例子,燃烧同样多的燃油,40%热效率的发动机就能比30%的发动机多提供一部分动力,即是增强了发动机的动力性能;而如果汽车需要一定的扭矩来爬坡,40%热效率的发动机消耗的燃油必然会更少,这即是提升了发动机的燃油经济性能。除此以外,提升发动机热效率的同时,一定程度上也让排放问题得到了解决。

车界大佬是怎么做的呢?

想要得到良好的热效率,首先就要保证良好的燃烧,要是有一部分燃料没有燃烧就当废气排出去了,这热效率还能高吗?针对这方面,福特等企业青睐小排量涡轮增压与缸内直喷结合的技术,用增压和电喷提高燃烧效率。

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而像丰田则选择了EGR废气再循环系统、VVT可变气门正时等技术,当然像马自达这样画风清奇的技术宅,他们的“创驰蓝天”计划还运用了4-2-1排气管路、采用米勒循环等方法。

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(4-2-1排气管路)

在传统内燃机中,输入燃料约有三分之一的能量为排气和冷却介质所带走,所以充分利用损失掉的热量,也是提升发动机热效率的关键。在这个方面,曾经有人提出了绝热发动机的概念,其中一种设想是利用陶瓷材料耐磨性,降低摩擦损失;还有一种是利用陶瓷材料耐热性,制作活塞、气门等部件,取消冷却水套等冷却系统,降低由冷却带走的能量。

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(ge9x航空发动机采用陶瓷基符合材料)

绝热发动机的发展在上世纪70年代末、80年代初进入全盛时期,但后来人们发现,绝热陶瓷材料表面温度过高,导致吸气的新鲜空气温度过高,反而降低了充气效率,让燃料的燃烧出了问题;且过高的温度,给润滑油也带来了麻烦,使其不能正常工作。一系列的问题,让陶瓷材料处处碰壁,但无疑问的是陶瓷良好的材料性能,的确是发动机所需求的,但好处或许并没有前人想象的那么大。而现在的车企,往往都是通过提高活塞、气缸壁精度、加强润滑等方式来提高效率。

或许很多人会问,现在新能源汽车发展势头正盛,还费这么大的力气在传统发动机上有必要吗?车业杂谈认为,尽管受环保、能源等一系列问题的影响,传统燃油汽车行业必然会受到冲击,但在技术,成本,实用性等反面来讲,传统内燃机,依旧是当前汽车最佳的发动机,并依旧占据汽车动力的主导地位,这一现状预计到21世纪中叶都不会有太大改变,且热效率作为评价发动机的重要指标,能够给企业带来更高的知名度以及给消费者带来更好的动力性能,所以研究热效率问题,是一笔稳赚不赔的买卖。

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