2017廣州車展已經(jīng)過去一段時間了,但各式各樣令人眼花繚亂的新車依然吸引著眾多網(wǎng)友的關(guān)注,豐田全新凱美瑞更成為關(guān)注的重點。這款基于豐田TNGA架構(gòu)打造的新車,除了更加運動的外形,高達41%熱效率的發(fā)動機也成為了熱議的對象。但相信不少網(wǎng)友對熱效率這一名詞還是一頭霧水。為什么高熱效率能讓汽車跑得快還能更省油呢?且聽編輯慢慢跟您聊。
熱效率是什么?
發(fā)動機熱效率是發(fā)動機曲軸上輸出的有效功與得到該有效功消耗的燃料內(nèi)能的比值。在發(fā)動機的氣缸中,燃料燃燒的總能量,除了一部分轉(zhuǎn)化為機械能,推動活塞運動,其他部分都以不同的方式散失到外界。
這些散失到外界的能量主要是因為排氣損失、冷卻損失、機械損失、泵氣損失等而被損耗掉了。所以我們才會追求高熱效率的發(fā)動機,避免燃油的浪費。
我們換個通俗的說法,雖然并不嚴謹,但有助于大家對發(fā)動機熱效率的理解:假設(shè)發(fā)動機是一位勤勞肯干的工人。消耗的燃料就如同吃下去的飯菜,而在工人感到饑餓,無力工作前所砌完的墻就是輸出的有效功。有些工人吃了兩碗米飯,只砌完了半面墻,就餓得無力工作了。而有些工人吃了一碗米飯,就能砌完整整一面墻。前者就相當于低熱效率的發(fā)動機,而后者就相當于高熱效率發(fā)動機。
高熱效率的發(fā)動機,能量轉(zhuǎn)化效率更高。在相同油耗下,熱效率高的發(fā)動機動力會更充沛。相同速度下,高熱效率的發(fā)動機會有更低的油耗。
追求高熱效率的腳步從未停止
回顧內(nèi)燃機的歷史,我們也能看到隨著技術(shù)的進步,內(nèi)燃機的熱效率也在逐步提升。1860年,第一臺內(nèi)燃機誕生,其由法國人勒諾瓦爾研制,燃料是煤氣。壓縮比為1,熱效率4.5%,最大功率僅為4.5kW。
奧托研制的第一臺四沖程內(nèi)燃機
而到了1876年,德國工程師奧托研制第一臺四沖程內(nèi)燃機,壓縮比2.5,熱效率14%; 1886年,熱效率達到15.5%; 1894年,熱效率達到20%; 在1960年到2000年,發(fā)動機的熱效率發(fā)展陷入停滯,均沒有超過30%。
近些年來,隨著技術(shù)的進步,絕大部分廠商的主流發(fā)動機已經(jīng)達到了30%以上的熱效率,比如大眾的EA211,熱效率為37%;而奇瑞的E4T15B發(fā)動機,也有著37.1%的熱效率。
41%熱效率是如何達到的?
相信到這里您已經(jīng)了解了熱效率是何物,也知道了高熱效率帶來的好處。讓我們回到凱美瑞上來。首先我們要知道的是,凱美瑞代號為A25系列的2.5L發(fā)動機熱效率為40%,只有在電機系統(tǒng)的輔助下,其熱效率才能達到41%的峰值。
不過到目前為止,發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)接近了極限,即便是1%的熱效率提高也是很難得的事情。所以在全新凱美瑞上,各種科技可謂是應(yīng)有盡有。其發(fā)動機采用了阿特金森循環(huán)、進氣道附近缸蓋造型也改為略上翹以及優(yōu)化氣門夾角。目的其實很簡單,就是幫助進氣氣流更好地在燃燒室內(nèi)形成滾流,便于燃油以及空氣的混合。
除此之外,這款發(fā)動機還采用了進、排氣門雙可變正時技術(shù),無極可變機油泵,高壓縮比,EGR,多孔燃油噴射,低摩擦鏈條,樹脂涂層軸承,氣缸蓋集成排氣歧管等等。來自愛信的8AT變速箱通過換擋邏輯的升級,與發(fā)動機匹配后也帶來了更好的油耗水平。
此外,電動機在燃油機非經(jīng)濟轉(zhuǎn)速時進行介入,使得汽油機總能工作在最佳的轉(zhuǎn)速工況下。通過上述眾多技術(shù)的應(yīng)用,才使得凱美瑞2.5L混動系統(tǒng)達到了41%的熱效率。
在眾多黑科技的輔助下,2.5L凱美瑞車型的的工信部百公里平均油耗僅為6L/100km,而2.5L混動車型的油耗甚至低到4.1L/100km。這也是目前為止,民用量產(chǎn)車領(lǐng)域的最高熱效率動力系統(tǒng)。
(新媒體責編:news1166)
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