自主研發(fā)發(fā)動機實在是件“吃力不討好”的事，國內(nèi)僅有奇瑞、吉利、上汽等寥寥幾家車企在努力鉆研。評判發(fā)動機的水平高低，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)動機熱效率解析

對于發(fā)動機熱效率的定義：發(fā)動機有效功率的熱當量與單位時間所消耗燃料的含熱量之比稱為熱效率（有效效率），用以評定發(fā)動機作為熱機的經(jīng)濟性。

對于上述定義感覺云里霧里朋友，請直接略過，可以直接通過一條簡單的卡諾循環(huán)公式解開你的疑問，卡諾創(chuàng)造了卡諾熱機闡明了“一切實際熱機的效率都低于卡諾熱機的效率”這一觀點?？ㄖZ循環(huán)的公式其實很簡單，熱機的最高效率只與兩個熱源的熱力學(xué)溫度有關(guān)。

簡單來說就是對于發(fā)動機而言，就是通過燃燒汽油產(chǎn)生熱能，通過帶動發(fā)動機內(nèi)部的曲軸連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)換為機械能，從而驅(qū)動車輪使車輛行駛。其高溫?zé)嵩磥碜杂谌剂咸峁┑臒崮?，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無法改變，那么就需要提升熱源溫度TH。不過，制約熱源溫度提升的因素也是制約發(fā)動機效率提升的難點：如發(fā)動機材料的耐熱性、加工工藝、燃燒控制等。這一展開將會涉及到材料學(xué)、機械設(shè)計、熱力學(xué)等等。

除了熱源溫度提升困難外，發(fā)動機本身需要冷卻，會有機械摩擦，需要吸入新鮮空氣，排出空氣，這都會損耗相當一部分的能量。這些理想與現(xiàn)實的差距，都是阻礙發(fā)動機提升效率的因素。

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

奇瑞高熱效率解剖

其實奇瑞的這款E4T15B的1.5T發(fā)動機熱效率能達到世界領(lǐng)先水平37.1%，除了自身投入以外，還離不開優(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)，為飛行器的空氣動力學(xué)設(shè)計、渦輪發(fā)動機研發(fā)提供解決方案。車用渦輪增壓器隸屬于霍尼韋爾航空航天部門，是其技術(shù)的結(jié)晶。

從2002年開始，奇瑞和霍尼韋爾就展開了合作。新款E4T15B發(fā)動機，在繼承前輩高可靠性的基礎(chǔ)上，通過對軸承和葉輪的改進，提高了渦輪的響應(yīng)性，峰值扭矩的到來比之前的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：我們負責(zé)降溫

發(fā)動機的運行伴隨著高溫，熱管理系統(tǒng)則是保證發(fā)動機安全運行必不可少的部分。對加壓空氣進行冷卻，可以提升進氣效率；對廢氣中的熱量進行再利用，也是提升熱效率的一個重要手段；轉(zhuǎn)速達每分鐘30萬轉(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)動機冷卻流程）

法雷奧（Valeo）正是汽車熱管理系統(tǒng)中的佼佼者。在E4T15B發(fā)動機中，法雷奧將進氣歧管和水冷系統(tǒng)整合在一起，使得溫控響應(yīng)更快、溫度波動更小。并且該系統(tǒng)還為將來應(yīng)付更高的排放標準、引入低壓EGR系統(tǒng)打好了基礎(chǔ)。

（圖4 法雷奧改進的整合式進氣中冷系統(tǒng)）

博世：我們負責(zé)管理

渦輪增壓系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、潤滑、噴油等系統(tǒng)就像一個個職能部門，而博世（Bosch）提供的ECU就是監(jiān)督管理部門。它通過遍布發(fā)動機的各式傳感器獲知當前的工作狀態(tài)，然后給各個執(zhí)行機構(gòu)下達指令。發(fā)動機想要高效運行，離不開一個足夠聰明的ECU。

上圖是一張發(fā)動機萬有特性圖，等燃油消耗率曲線可以看做是地圖上的等高線，最里面的一個圈圈表示燃油消耗率最低?？梢钥吹紼4T15B發(fā)動機所代表的藍色圈的面積要明顯大于另外一款1.5T發(fā)動機的紅色圈，說明E4T15B發(fā)動機工作在最優(yōu)油耗區(qū)間的概率更高。

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