自主研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)在是件“吃力不討好”的事，國(guó)內(nèi)僅有奇瑞、吉利、上汽等寥寥幾家車(chē)企在努力鉆研。評(píng)判發(fā)動(dòng)機(jī)的水平高低，可以看功率、扭矩、油耗等數(shù)據(jù)，但工程師們最孜孜不倦追求的是熱效率。

發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率解析

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的定義：發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的熱當(dāng)量與單位時(shí)間所消耗燃料的含熱量之比稱(chēng)為熱效率（有效效率），用以評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)作為熱機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。

對(duì)于上述定義感覺(jué)云里霧里朋友，請(qǐng)直接略過(guò)，可以直接通過(guò)一條簡(jiǎn)單的卡諾循環(huán)公式解開(kāi)你的疑問(wèn)，卡諾創(chuàng)造了卡諾熱機(jī)闡明了“一切實(shí)際熱機(jī)的效率都低于卡諾熱機(jī)的效率”這一觀點(diǎn)。卡諾循環(huán)的公式其實(shí)很簡(jiǎn)單，熱機(jī)的最高效率只與兩個(gè)熱源的熱力學(xué)溫度有關(guān)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言，就是通過(guò)燃燒汽油產(chǎn)生熱能，通過(guò)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的曲軸連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)車(chē)輪使車(chē)輛行駛。其高溫?zé)嵩磥?lái)自于燃料提供的熱能，低溫?zé)嵩淳褪谴髿鉁囟取?/span>

熱效率提升為何如此艱難

從卡諾循環(huán)中我們可以很容易地找到提升熱效率的方法：既然環(huán)境溫度TC無(wú)法改變，那么就需要提升熱源溫度TH。不過(guò)，制約熱源溫度提升的因素也是制約發(fā)動(dòng)機(jī)效率提升的難點(diǎn)：如發(fā)動(dòng)機(jī)材料的耐熱性、加工工藝、燃燒控制等。這一展開(kāi)將會(huì)涉及到材料學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、熱力學(xué)等等。

除了熱源溫度提升困難外，發(fā)動(dòng)機(jī)本身需要冷卻，會(huì)有機(jī)械摩擦，需要吸入新鮮空氣，排出空氣，這都會(huì)損耗相當(dāng)一部分的能量。這些理想與現(xiàn)實(shí)的差距，都是阻礙發(fā)動(dòng)機(jī)提升效率的因素。

目前世界范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率最高的著名發(fā)動(dòng)機(jī)就是豐田的2ZR-FXE發(fā)動(dòng)機(jī)，目前搭載在第四代普銳斯上。

奇瑞高熱效率解剖

其實(shí)奇瑞的這款E4T15B的1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率能達(dá)到世界領(lǐng)先水平37.1%，除了自身投入以外，還離不開(kāi)優(yōu)秀供應(yīng)商的支持。其中就包括：霍尼韋爾、法雷奧、博世等。

霍尼韋爾：我們負(fù)責(zé)加壓

霍尼韋爾（Honeywell）的主業(yè)務(wù)是航空技術(shù)，為飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)提供解決方案。車(chē)用渦輪增壓器隸屬于霍尼韋爾航空航天部門(mén)，是其技術(shù)的結(jié)晶。

從2002年開(kāi)始，奇瑞和霍尼韋爾就展開(kāi)了合作。新款E4T15B發(fā)動(dòng)機(jī)，在繼承前輩高可靠性的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)軸承和葉輪的改進(jìn)，提高了渦輪的響應(yīng)性，峰值扭矩的到來(lái)比之前的2000rpm提前了250rpm，在1750-4000rpm的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可輸出最大扭矩。

法雷奧：我們負(fù)責(zé)降溫

發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行伴隨著高溫，熱管理系統(tǒng)則是保證發(fā)動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行必不可少的部分。對(duì)加壓空氣進(jìn)行冷卻，可以提升進(jìn)氣效率；對(duì)廢氣中的熱量進(jìn)行再利用，也是提升熱效率的一個(gè)重要手段；轉(zhuǎn)速達(dá)每分鐘30萬(wàn)轉(zhuǎn)的渦輪增壓器更是需要高效的冷卻。

（圖3：傳統(tǒng)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流程）

法雷奧（Valeo）正是汽車(chē)熱管理系統(tǒng)中的佼佼者。在E4T15B發(fā)動(dòng)機(jī)中，法雷奧將進(jìn)氣歧管和水冷系統(tǒng)整合在一起，使得溫控響應(yīng)更快、溫度波動(dòng)更小。并且該系統(tǒng)還為將來(lái)應(yīng)付更高的排放標(biāo)準(zhǔn)、引入低壓EGR系統(tǒng)打好了基礎(chǔ)。

（圖4 法雷奧改進(jìn)的整合式進(jìn)氣中冷系統(tǒng)）

博世：我們負(fù)責(zé)管理

渦輪增壓系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、潤(rùn)滑、噴油等系統(tǒng)就像一個(gè)個(gè)職能部門(mén)，而博世（Bosch）提供的ECU就是監(jiān)督管理部門(mén)。它通過(guò)遍布發(fā)動(dòng)機(jī)的各式傳感器獲知當(dāng)前的工作狀態(tài)，然后給各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)下達(dá)指令。發(fā)動(dòng)機(jī)想要高效運(yùn)行，離不開(kāi)一個(gè)足夠聰明的ECU。

上圖是一張發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖，等燃油消耗率曲線(xiàn)可以看做是地圖上的等高線(xiàn)，最里面的一個(gè)圈圈表示燃油消耗率最低?？梢钥吹紼4T15B發(fā)動(dòng)機(jī)所代表的藍(lán)色圈的面積要明顯大于另外一款1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)的紅色圈，說(shuō)明E4T15B發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)油耗區(qū)間的概率更高。

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