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37.1%世界领先发动机热效率 奇瑞是如何比肩丰田汽车

目录:媒体报道星级:3星级人气:-发表时间:2018-06-07 13:50:00
RSS订阅 文章出处:跨越电子导热硅胶片网责任编辑:NSW作者:NSW

自主研发发动机实在是件“吃力不讨好”的事,国内仅有奇瑞、吉利、上汽等寥寥几家车企在努力钻研。评判发动机的水平高低,可以看功率、扭矩、油耗等数据,但工程师们最孜孜不倦追求的是热效率。

发动机热效率解析

对于发动机热效率的定义:发动机有效功率的热当量与单位时间所消耗燃料的含热量之比称为热效率(有效效率),用以评定发动机作为热机的经济性。

对于上述定义感觉?#35780;?#38654;里朋友,请直接略过,可以直?#27833;?#36807;一条简单的卡诺循环公式解开你的疑问,卡诺创造了卡诺热机阐明了“一切实际热机的效率都低于卡诺热机的效率”这一观点。卡诺循环的公式其实很简单,热机的最高效率只与两个热源的热力学温度有关。

简单来说就是对于发动机而言,就是通过燃烧汽油产生热能,通过带动发动机内部的曲轴连杆机构转换为机?#30340;埽?#20174;而驱动车轮使车辆行驶。其高温热源来自于燃料提供的热能,低温热源就是大气温度。

热效率提升为何如此艰难

从卡诺循环中我们可以很容易地?#19994;?#25552;升热效率的方法:?#28909;?#29615;境温度TC无法改变,那么就需要提升热源温度TH。不过,制约热源温度提升的因素也是制约发动机效率提升的难点:如发动机材料的耐热性、加工工艺、燃烧控制等。这一展开将会涉及到材料学、机械设计、热力学等等。

除了热源温度提升困难外,发动机本身需要冷却,会有机?#30340;?#25830;,需要吸入新鲜空气,排出空气,这都会损耗相当一部分的能量。这些理想与现实的差距,都是阻碍发动机提升效率的因素。

目前世界范围内发动机热效率最高的著名发动机就是丰田的2ZR-FXE发动机,目前搭载在第四代普锐斯上。

奇瑞高热效率解剖

其实奇瑞的这款E4T15B的1.5T发动机热效率能达到世界领先水平37.1%,除了自身?#24230;?#20197;外,还离不开?#21028;?#20379;应商的支持。其中就包括:霍尼韦尔、法雷奥、博世等。

霍尼韦尔?#20309;?#20204;负责?#21451;?/span>

霍尼韦尔(Honeywell)的主业务是航空?#38469;酰?#20026;飞行器的空气动力学设计、?#26032;?#21457;动机研发提供解决方案。车用?#26032;?#22686;压器隶属于霍尼韦尔航空航天部?#29275;?#26159;其?#38469;?#30340;结晶。

从2002年开始,奇瑞和霍尼韦尔就展开了合作。新款E4T15B发动机,在继承前辈高可靠性的基础上,通过对轴承和叶轮的改进,提高了?#26032;?#30340;响应性,峰值扭矩的到来比之前的2000rpm提前了250rpm,在1750-4000rpm的转速范围内可输出最大扭矩。

法雷奥?#20309;?#20204;负责降温

发动机的运行伴随着高温,热管理?#20302;吃?#26159;保证发动机安全运行必不可少的部分。对?#21451;?#31354;气进行冷却,可以提升进气效率;对废气中的热量进行再利用,也是提升热效率的一个重要手段;转速达每分钟30万转的?#26032;?#22686;压器更是需要高效的冷却。

(图3:传?#36710;奈新?#22686;压发动机冷却流程)

法雷奥(Valeo)正是汽车热管理?#20302;?#20013;的佼佼者。在E4T15B发动机中,法雷奥将进气歧管和水冷?#20302;?#25972;合在一起,使得温控响应更快、温度波动更小。并且该?#20302;?#36824;为将来应付更高的排放标准、引入低压EGR?#20302;?#25171;好了基础。

(图4 法雷奥改进的整合式进气中冷?#20302;常?/span>

博世?#20309;?#20204;负责管理

?#26032;?#22686;压?#20302;場?#28909;管理?#20302;場?#28070;滑、喷油等?#20302;?#23601;像一个个职能部?#29275;?#32780;博世(Bosch)提供的ECU就是监督管理部门。它通过遍布发动机的各式传感器获知当前的工作状态,然后给各个执行机构下达指令。发动机想要高效运行,离不开一个足够聪明的ECU。

上图是一张发动机万有特性图,?#28909;?#27833;消耗率曲线可以看做是地图上的等高线,最里面的一个圈圈表示燃油消耗率最低。可以看到E4T15B发动机所代表的蓝色圈的面积要明显大于另外一款1.5T发动机的红色圈,说明E4T15B发动机工作在最优油耗区间的概率更高。

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