自主研發(fā)發(fā)動(dòng)機實(shí)在是件“吃力不討好”的事，國內僅有奇瑞、吉利、上汽等寥寥幾家車(chē)企在努力鉆研。評判發(fā)動(dòng)機的水平高低，可以看功率、扭矩、油耗等數據，但工程師們最孜孜不倦追求的是熱效率。

發(fā)動(dòng)機熱效率解析

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

對于上述定義感覺(jué)云里霧里朋友，請直接略過(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 )造了卡諾熱機闡明了“一切實(shí)際熱機的效率都低于卡諾熱機的效率”這一觀(guān)點(diǎn)?？ㄖZ循環(huán)的公式其實(shí)很簡(jiǎn)單，熱機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)就是對于發(fā)動(dòng)機而言，就是通過(guò)燃燒汽油產(chǎn)生熱能，通過(guò)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機內部的曲軸連桿機構轉換為機械能，從而驅動(dòng)車(chē)輪使車(chē)輛行駛。其高溫熱源來(lái)自于燃料提供的熱能，低溫熱源就是大氣溫度。

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)機效率提升的難點(diǎn)：如發(fā)動(dòng)機材料的耐熱性、加工工藝、燃燒控制等。這一展開(kāi)將會(huì )涉及到材料學(xué)、機械設計、熱力學(xué)等等。

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

目前世界范圍內發(fā)動(dòng)機熱效率最高的著(zhù)名發(fā)動(dòng)機就是豐田的2ZR-FXE發(fā)動(dòng)機，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(kāi)優(yōu)秀供應商的支持。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)設計、渦輪發(fā)動(dòng)機研發(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，在繼承前輩高可靠性的基礎上，通過(guò)對軸承和葉輪的改進(jìn)，提高了渦輪的響應性，峰值扭矩的到來(lái)比之前的2000rpm提前了250rpm，在1750-4000rpm的轉速范圍內可輸出最大扭矩。

法雷奧：我們負責降溫

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

（圖3：傳統的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機冷卻流程）

法雷奧（Valeo）正是汽車(chē)熱管理系統中的佼佼者。在E4T15B發(fā)動(dòng)機中，法雷奧將進(jìn)氣歧管和水冷系統整合在一起，使得溫控響應更快、溫度波動(dòng)更小。并且該系統還為將來(lái)應付更高的排放標準、引入低壓EGR系統打好了基礎。

（圖4 法雷奧改進(jìn)的整合式進(jìn)氣中冷系統）

博世：我們負責管理

渦輪增壓系統、熱管理系統、潤滑、噴油等系統就像一個(gè)個(gè)職能部門(mén)，而博世（Bosch）提供的ECU就是監督管理部門(mén)。它通過(guò)遍布發(fā)動(dòng)機的各式傳感器獲知當前的工作狀態(tài)，然后給各個(gè)執行機構下達指令。發(fā)動(dòng)機想要高效運行，離不開(kāi)一個(gè)足夠聰明的ECU。

上圖是一張發(fā)動(dòng)機萬(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)機所代表的藍色圈的面積要明顯大于另外一款1.5T發(fā)動(dòng)機的紅色圈，說(shuō)明E4T15B發(fā)動(dòng)機工作在最優(yōu)油耗區間的概率更高。

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