汽车发动机热效率这件事,40%意味着什么?
1 30 发布于 2017-07-24 12:01:40 只看楼主 热门标准
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 现在一说到汽车发动机,大家越来越追求热效率这么个东西,这是为什么呢?首先这个热效率究竟是个什么东西?简单粗暴一点,就是说明发动机一个单位的油能出来多少动能。意思就是你的加的油究竟有多少是真正做到的有意义的驱动作用的。对于现在这个环境来说,一款好的发动机,热效率一定要高。
大伙儿都知道,我们最早的动力系统就是蒸汽机,而汽车最早开始也是用蒸汽机做的动力。最开始把蒸汽机装到车子上的,是法国人居纽。1770年他制作了一台三轮蒸汽机车,这是世界上第一辆。那速度,比咱小时候的玩具汽车快不了多少,3.5公里时速。放如今,咱还是用走的吧。第二年古诺进行改进,但是还是用蒸汽机做动力。速度快了不少,还能拉几吨货,在当时应该是很先进的技术了!



大概长得就是这么个样子吧,而咱们为啥管汽车叫“汽车”,应该也是由于他最开始是有蒸汽动力才这么叫的吧。咱汉语文字的博大精深往往就体现在这细微之处呀。我骄傲!!!
然而,真正的内燃技术又过了将近100年才出来。1856年里诺才发明了煤气发动机,内燃机的老祖宗就这样问世了。当然这个时期的热效率,咱们可以忽略不计了,因为我也查不到呀!!



这些都不重要,汽车工业最该铭记的是什么?
1876年,德国人尼古拉斯·奥托试制出第一台实用的活塞式四冲程煤气内燃机,这款内燃机的热效率达到了12%-14%。虽然最后并没有应用于汽车,但是也给汽车的发展起到了极大的推动作用。汽车发动机的基本工作形式也就这样确定下来了。



这台车名字叫做奔驰1号,诞生于1886年,装载的正是奥托发明的发动机。由卡尔本茨制造的。这时候才能够说真正的汽车时代来临了。
汽车发动机的发展过程中,柴油发动机也占据了很大的地位。1892年左右,狄塞尔制作出了一款柴油发动机。当时这款发动机的热效率达到了26%,这个成绩在当时引起了极大的轰动。 




狄塞尔和他的第一款柴油发动机
随着时代的推移,汽车发动机的发展逐步向前。到了20世纪90年代,汽油发动机出现了一个重要的分支,那就是1957年汪克尔发明的转子发动机。



曾经有业内人士认为这一款发动机有可能会成为汽车发动机的主力。不过,在历史发展后浪拍死前浪无数的节奏下,这款发动机虽然名噪一时,但是终究还是没有获得太大的作为。另一种说法就是,这玩意儿太过于“黑科技”。普及难度实在是有点巨大。
到了现在这段时间,我们发动机的发展水平当然已经是到了一个前所未有的水平了嘛,毕竟几十年的工业发展并不是闹着玩儿的。



看看近50年发动机热效率的发展走势,50年时间的增长幅度,你也看到了。完全跟咱们的经济发展速度比不了啊!



燃料燃烧能效为什么主要损失在那些地方,上面这张图很直接的告诉你。看到自己每次加的油都有60%以上是无端端浪费掉了,是不是很肉痛。不过你也拿他没有一点点办法,因为这就是现实啊!能做的只能是一点点挤出来更多一点点效率。
现状各个汽车市场发动机热效到了什么样的情况。国内品牌基本都在33-36%之间。欧美和日本目前基本都在35%以上,最高的可以到38%。到了这个分值段,提升基本都是百分之零点几的提升了。而且为了这零点几的空间,各个汽车厂商也纷纷祭出各种技术进行疯狂比拼。我们现在津津乐道的涡轮增压,就是为了更大程度的提升发动机效率而来的。
不管在什么领域,总有不走寻常路的人。你们拼涡轮增压拼的火热,有人硬要反其道而行。今年年初,丰田发布了一款新车,也就是第八代凯美瑞。这款车爆出来的2.5L自然吸气发动机热效率达到了40%,这个数据惊呆了一片小伙伴。同时也算是开启了汽油发动机热效率破4的时代。



这款发动机由丰田TNGA开发。命名为“Dynamic Force Engine”。这款发动机并不是涡轮增压发动机,而是一款自然吸气发动机。这个成绩意味着什么?类似于你们还在为了走路步子迈大一点想尽各种办法,这位朋友,直接跑了几步甩开你们一截。看看技术分析图: 





只靠一个角度就把一台车的热效率提到这么高,当然不可能。这款新的发动机的压缩比达到了13:1,。并且使用了进、排气门双可变正时技术,进气端还有VVT-ie(电控可变气门正时技术)。 




为了获得更高的油气雾化效果,新发动机采用了双喷射系统,其中直角喷嘴采用多点喷射。



发动机智能冷却系统,电子节气门这些系统为这款新发动机热效率的提高也起到了不小的作用,同时为了获得更高的效果,采用了更高范围起效的EGR系统。这还是只是新凯美瑞汽油版的发动机而已啊。第八代混动版,发动机还采用了奥托和阿特金森双循环,发动机热效率达到了41%!!4时代不仅被开启,还同步突破。
说实话,我有点佩服丰田,他们对于发动机热效的追求执着到有点痴迷的地步。难道真是日本匠人精神的传承吗?
对于汽车发动机领域的地位原本就十分稳固的丰田来说,这次没有沿用老技术,而是在TNGA架构下,重新设计研发了一款新的发动机,为的就是热效率几个百分点的提升,确实很“偏执”!但不要小看这点点,按照丰田全球的销量来算,这可节省了非常巨量的燃油!即使是平摊到每一个车主头上都相当可观。
虽然没有采用涡轮增压等技术手段,而是直接从根本出发,通过对发动机组件的改进,来改变发动机的性能参数。从一个侧面体现了丰田的执着,和他们一直以来的追求。这一点真心值得点赞。

最后编辑于2017-07-24 13:29:25
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