37.1%的發動機熱效率!奇瑞和他的小夥伴們怎麼達成的?

國產車 奇瑞 法雷奧 霍尼韋爾 踢車幫 2017-03-26

37.1%的發動機熱效率!奇瑞和他的小夥伴們怎麼達成的?

自主研發發動機實在是件“吃力不討好”的事,國內僅有奇瑞、吉利、上汽等寥寥幾家車企在努力鑽研。評判發動機的水平高低,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。

為什麼許多人看好電動機?說電動車才是未來?其中一個原因就是,電動機的效率可以輕鬆突破80%,只要在發電層面再加以改進,我們就可以獲得更高效、清潔的能源體系。而車用內燃機的熱效率,一直停留在汽油機百分之三十幾,柴油機百分之四十幾的水平。

目前主流車用汽油機的熱效率在34%左右,但為了證明內燃機還有潛力可挖,不少車企還在大力研發發動機新技術,每一個百分比的提升,都是巨大的突破。例如豐田Dynamic Force Engine的熱效率達到了41%,本田L15B發動機(思域上的那臺1.5T)達到了38%,大眾去年也發佈了熱效率37.5%的新一代EA211。

37.1%的發動機熱效率!奇瑞和他的小夥伴們怎麼達成的?

我一直以為熱效率的“軍備競賽”離自主品牌很遠,因為基礎就有差距。但奇瑞卻默默拿出了代號E4T15B的1.5T發動機,熱效率37.1%,並且已經搭載於新上市的艾瑞澤5 SPORT車型上。

那麼奇瑞是怎麼做到的?奇瑞表示:除了我們自己的投入以外,還離不開優秀供應商的支持。在蕪湖工廠,我們見到了部分供應商代表:霍尼韋爾、法雷奧、博世。

霍尼韋爾:我們負責加壓

霍尼韋爾(Honeywell)的主業務是航空技術,為飛行器的空氣動力學設計、渦輪發動機研發提供解決方案。車用渦輪增壓器隸屬於霍尼韋爾航空航天部門,是其技術的結晶。

37.1%的發動機熱效率!奇瑞和他的小夥伴們怎麼達成的?

從2002年開始,奇瑞和霍尼韋爾就展開了合作。渦輪增壓器並非直接採購回來安裝上那麼簡單,想要使渦輪和發動機完美配合,最好從研發階段就開始合作。上一款E4T15發動機(也就是瑞虎7所搭載的那臺1.5T發動機)就是二者共同研發的成果。

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而新款E4T15B發動機,在繼承前輩高可靠性的基礎上,通過對軸承和葉輪的改進,提高了渦輪的響應性,峰值扭矩的到來比之前的2000rpm提前了250rpm,在1750-4000rpm的轉速範圍內可輸出最大扭矩。

法雷奧:我們負責降溫

發動機的運行伴隨著高溫,熱管理系統則是保證發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;轉速達每分鐘30萬轉的渦輪增壓器更是需要高效的冷卻。

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傳統的渦輪增壓發動機冷卻流程

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

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法雷奧改進的整合式進氣中冷系統

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個職能部門,而博世(Bosch)提供的ECU就是監督管理部門。它通過遍佈發動機的各式傳感器獲知當前的工作狀態,然後給各個執行機構下達指令。發動機想要高效運行,離不開一個足夠聰明的ECU。

芯片沒什麼好看的,所以博世向我們展示了幾張圖表,告訴我們新發動機到底有哪些改進。

這是一張發動機萬有特性圖,等燃油消耗率曲線可以看做是地圖上的等高線,最裡面的一個圈圈表示燃油消耗率最低。可以看到E4T15B發動機所代表的藍色圈的面積要明顯大於另外一款1.5T發動機的紅色圈,說明E4T15B發動機工作在最優油耗區間的概率更高。

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這張圖表示的是排氣管溫度,溫度越低,代表被尾氣帶走的熱量越少,熱效率也就越高。700度和800度線相差不大,900度線的面積則是E4T15B明顯更小。

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奇瑞:我們還有大招沒放

除了37.1%的熱效率以外,E4T15B發動機的另一成就是已經滿足國VI標準的排放。去年我們已經看到了國VI排放標準的徵求意見稿,預計正式稿今年年底或明年年初就會頒佈。因為某些宏觀層面的原因,艾瑞澤5 SPORT目前還是國V標準,但只要新規一出,奇瑞馬上就能推出符合標準的車型。

37.1%的發動機熱效率!奇瑞和他的小夥伴們怎麼達成的?

也許是受限於成本,艾瑞澤5 SPORT所搭載的E4T15B在動力性數據上並不十分出色。這款發動機今後還會搭載於瑞虎5和瑞虎7上,屆時有望看到更漂亮的數據。

37.1%的發動機熱效率!奇瑞和他的小夥伴們怎麼達成的?

另外值得一提的是,E4T15B使用的是進氣道燃油噴射技術,而非缸內直噴。而在奇瑞的發動機實驗室,我看到了一臺缸內直噴的樣機。問及性能,工程師笑而不答,只說這將是奇瑞3.0時代使用的技術,相比現在這一代發動機,會有全方位的提升。

T-bug說:

目前自主品牌紛紛發力,我們的確從市場佔有量上看到了體現。奇瑞,這個一直走在自主前列的品牌卻並無如其它般瘋狂攻城略地,也許問題正出在內力,也許也是因為企業螺旋發展的規律。最近,我們越來越發現自主的進步,不管是設計也好,平臺也罷,或者說對NVH的“炫耀”,現在多一項關於熱效率的“捷報”,我覺得這就是自主品牌整體和全面發展的證明。

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