熱效率逼近F1!吉利全新發動機發布 油耗有望達3L?

玩車教授 發佈 2024-04-10T13:39:31.721978+00:00

它叫領克09,準確來說,是領克09 EM-P遠航版,一台插混車。你可能要奇怪了,這不是新車,說它作甚?

在文章開始之前,先給大家看一台車的照片:



它叫領克09,準確來說,是領克09 EM-P遠航版,一台插混車。你可能要奇怪了,這不是新車,說它作甚?這台車根據很多車主的實測,平均百公里油耗在5.9-6.3L左右,對於這麼大的一台車來說,這個油耗已經足夠低了。



上面這張圖,是星越L Hi·P,也是一台插混車,根據車主的實測,這車的平均油耗在5.5-5.7L左右,也算是非常優秀的水平了。這兩台車有什麼共同點?它們都搭載了吉利的雷神電混系統。看到這你可能會覺得,這篇文章是個廣告或軟文,但還真不是,我們今天打算和大家聊聊,吉利最近公布的一台發動機,和這些低油耗大車之間,存在什麼必然的關聯。



為什麼這些大車的油耗能這麼低?其實說到底,跟這些車上那套雷神電混系統中的發動機本身,有莫大的關係。我們之前做過很多期技術科普,大家也都已經知道插混車的工作原理,簡單說,要實現足夠低的平均實際油耗,單單靠大電池組是不夠的,或者說,電池組的大小並不是插混系統油耗高低的關鍵,關鍵還是在發動機這兒---又或者說,在於發動機本身的熱效率和常用轉速區間的燃燒效率上。



我們現在熟悉的這套雷神電混系統搭載的發動機,型號為BHE15,是一台1.5T四缸汽油機。熱效率43.32%,是當前世界最高熱效率汽油機之一。靠著這台阿特金森循環發動機在特定轉速區間的超高熱效率,雷神電混系統錄得了非常優秀的實際油耗表現。



而本文的主角也是一台發動機,型號BHE15 Plus,看型號大家肯定就猜得出,這是上面那台BHE15發動機的某種「改進版」。不假,這台吉利最近官宣的新型發動機,再次把熱效率提升到了44.26%。小幅度超越了「初版」BHE15。而且吉利方面也介紹,這台發動機的潛力還沒挖完,它最高能做到46%左右的熱效率。



46%熱效率什麼概念?如今F1上的超先進發動機,壽命只有4000小時左右,熱效率51%左右(奔馳車隊在2022賽季實現)。幾年前的勒芒賽車上的賽車發動機,壽命在5000-6000小時,熱效率也只有42%(豐田TS-040)。F1的51%熱效率,已經被稱為四衝程汽油機的機械極限了,所以作為一台民用發動機,要考慮到幾十萬公里的使用壽命,無論是現階段的44.26%熱效率,還是這台機器的極限46%,已經足以稱得上當今世界上最頂尖的高效率發動機了,而這麼一台發動機由吉利自己親手打造,說一句國產之光,說一句國人驕傲,一點都不為過。


你可能會好奇,這麼高的熱效率是怎麼做到的,其實也不難解釋,無論是BHE15,還是現在剛公布的BHE15 Plus,又或是其他車企今後會公布的,幾乎所有熱效率在42%以上的發動機,它們無一例外全都屬於深度阿特金森循環發動機。



阿特金森循環大家聽過,但啥叫「深度」阿特金森循環?阿特金森循環之所以比傳統的奧托循環能達到更高熱效率,更省油,其實原理很簡單,這種發動機在排氣行程結束之前就提前打開進氣門,在原本應該關閉進氣門,活塞做壓縮衝程的時候延遲關閉進氣門,儘可能讓更多空氣跑進氣缸里,這樣一來,在噴油時,氣缸里的空氣多了,就更容易實現稀薄燃燒,稀薄燃燒就是省油的關鍵,也是熱效率提升的關鍵。


但這種工作模式會讓發動機的馬力和扭矩都出現明顯下降,所以對於很多還打算把這些發動機用在純燃油車型的車企,會在阿特金森和奧托循環之間做取捨,既儘可能保持高能效,又不要損失太多動力和扭矩,畢竟發動機還要裝在純燃油車上用的,到時車主反饋動力不行,那可不好辦。



所謂的深度阿特金森,其實就是完完全全的阿特金森循環,所以這種發動機優缺點都非常明顯。優點前面說到了,很高的熱效率,很高的能效,能做到很低的油耗。但缺點就是動力,嚴重的動力缺失。深度阿特金森循環發動機特別是在低轉速下的扭矩發放,相比傳統奧托循環發動機弱了很多很多,所以,所有的深度阿特金森循環發動機,都只適合和插混系統協同工作,它們羸弱的扭矩和動力表現,是不適合直接作為純油車的動力單元的。



但對於不管是雷神電混還是其他類似的插混或增程系統來說,發動機的扭矩和動力表現並不重要,畢竟這類系統主要依靠電機驅動車輛,發動機只會在急加速這種工況下才會介入,和電機一起驅動。而因為有了電機這種先天大扭矩的東西,這種發動機扭矩不行的問題,放在整個系統中也就不再是個問題了。


所以說白了,這種深度阿特金森循環發動機,非常適合和混動系統合作,一起驅動車輛,但這種熱效率超高的發動機,註定無法單獨成為一台車的驅動動力源。



這是必然的,如今包括文初這兩台車已經能做到實際5L左右的油耗,未來在新型發動機的幫助下,這類車做到百公里平均4L的油耗是可以預期的。但是,油耗的降低不會隨著發動機熱效率不斷提高而不斷降低。根據目前四衝程內燃機的發展步伐看來,46%熱效率差不多就是民用機型的機械極限了,也就意味著到了46%熱效率,後面基本上沒有改進空間了。



所以對於如今的車來說,像領克09這類大車,可以通過發動機的技術升級實現低於5L的平均油耗,但這基本上也已經是極限了。我們可以說,內燃機的發展潛力,基本上已經到頭了,如果以後的混動車還想繼續提升百公里油耗表現,也就只能在電機、電池和電控這方面入手了。但不管怎樣,插混車也好,增程式也罷,它們的油耗優化空間是有限的。



未來一段時間,我們當然還能看到油耗更低的混動新車出現,但平心而論,混動車的油耗潛力也已經被挖得差不多了。如果想更進一步提升能效,擺在我們面前的無非也就只有純電動和氫能源兩條路。純電受制於電池技術,氫能源受制於基礎設施不足和成本過高,在目前看來都不完善。


所以關於新能源車的未來到底會怎麼走,別說大家,連我們,都還看不清道不明。

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