在广州车展上,比亚迪推出了一款名为秦PLUS的新车。
其实关于模型本身的信息点是比较有限的,毕竟只是第一次展示,以后更多的产品点还得由厂家逐步发布。
但可以肯定的是,新车将搭载比亚迪最新的DM-i插电式混合动力平台,包括具有全知识点的晓云系列高热效率发动机。
热效率43%
这款晓云1.5L自然吸气发动机最醒目的标签无疑是热效率高达43%。
什么是热效率,是另一篇文章开始讲;简而言之,热效率是发动机最终将燃料的化学能转化为动能的比率。
而且因为发动机的工况不是固定的,所以日常说的‘热效率’应该是‘峰值热效率’。
既然是效率,越高越好;但要提高热效率并不容易。
目前市场上最新一代主流发动机的热效率大多集中在37%-38%的范围内;当然,有几个行业领先的引擎可以突破40%的大关。比如丰田的混合动力2.5L发动机配THSII,热效率41%。所以在同行的衬托下,更凸显了这个小云引擎的地位。
通过添加提高效率
提高内燃机热效率的每一点都离不开先进技术的应用。换句话说,热效率与R&D和制造成本叠加在一起。
但比亚迪的晓云1.5L发动机会同时加减。
与基本模型相比,热效率提高最大的是高压缩比的阿特金森循环高滚流道。理论上,压缩比越高,燃烧效率和热效率越高。当然是有上限的。比如马自达的创驰蓝天,1:1,已经可以算是超高压缩比了。
而小云1.5L的压缩比直接飙升到15.5:1,关键点是只喝92号油,完全不挑食。那么问题来了,这个发动机如何避免与超高压缩比密不可分的爆震呢?
答案是阿特金森循环。15.5:1只是这个发动机的机械压缩比,但是通过进气门晚关的阿特金森循环,发动机的实际压缩比可以小于膨胀比。
说得更直白一点,这个发动机的膨胀比确实是15.5:1,但是压缩比没有那么高,达到了“让马跑得快,让马少吃草,不苛求草”的目的。除了这个核心技术,辅助技术也为提高热效率做出了一定的贡献。冷却ERG也是必须的,即燃烧室排出的废气将被循环利用,经过三效催化冷却后,与新鲜和未燃烧的混合气一起进入气缸进行二次燃烧,从而减少排放,降低油耗,抑制爆震。
为了使发动机保持在最合适的工作温度,工程师们对该发动机的气缸体和气缸盖进行了分体式冷却热管理,并在冷车状态和小循环之间增加了单独的气缸盖循环模式,通过双恒温器更好地控制气缸体和气缸盖温度。而且航道的原设计实际上是维护的,所以这一项的成本增加不明显。
最后,辅以相对熟悉的变量泵、活塞冷却喷嘴、高能点火、钠阀等技术,整机热效率最终推高至43%。
通过减法减少损失和成本
所谓的减法要一分为二。
首先是成本。与注重性能的DM-p总成不同,晓云1.5L是适应更注重燃油经济性的DM-i总成。如果硬件是为了追求热效率而堆砌起来的,那么整机的成本最终是无法控制的,消费者自然不愿意为此买单。
所以在晓云1.5L发动机上,有一些设计似乎是在与时俱进。
在上面提到的阿特金森循环中,实际上进入气缸的一部分未燃烧的油气混合物是通过后接合阀的方式返回进气口的,但对排气正时没有特殊要求,所以工程师最终取消了排气侧的VVT机构。小排量涡轮增压是A级及以下车型最主流的动力方案,但缙云1.5L采用混合动力系统工作,强动力输出不是DM-i的设计目标,自吸就够了;这样节省了很多成本。
近年来燃油喷射系统的演变路线有歧管喷射、缸内直喷、混合喷射和高压缸内直喷。然而,经过模拟,成本较低的歧管喷射已经能够满足工况下的性能要求,然后歧管喷射从直接喷射“返回”。
减法的第二层是减轻发动机的负担。在传统发动机中,曲轴不仅向变速箱传递动力,还驱动发电机、空调压缩机、机械真空泵、机械水泵等一堆附件,会分散发动机的动力输出,降低车轮上的最终马力。
由于整个动力系统由内燃机和电气部分组成,这些附件可以用电驱动,效率更高,能量分配更容易,这使得霄云1.5L发动机直接解放了前齿轮系,将曲轴动力完全输出给变速箱,最终提高了整机的热效率,降低了油耗。
高效工作条件
既然热效率能达到43%,是否说明这款发动机的先进程度很高?还是要理性看待。
因为晓云1.5L发动机实际上是DM-i系统的一部分,其运行条件相对有限,这是它能达到超高热效率的主要原因;但是因为这个原因,这个发动机没有DM-I是不能单独使用的。
比如我们每天接触的汽油机就像一个运动员,但他要参加短跑、长跑、接力跑、铁人三项等。每一项成就都是至关重要的,这相当于有限的资源需要覆盖更多的工作条件;DM-i的混合系统相当于一个队友,帮助分享很多项目。发动机只需要专注于长跑,从设计开发到制造就可以更有针对性。
AL渠道总结
比亚迪的晓云1.5L自然吸气发动机在6000转时可以输出最大功率81kW,在4500转时可以输出135 Nm的峰值扭矩,但这两个值的重要性并没有那么高。毕竟有电机辅助输出。关键是这款发动机即使在动力损失的情况下也能做到每百公里4L以内的油耗。
当然,热效率高达43%的发动机只是比亚迪新DM-i系统的一部分;而其电机、电控、变速箱和电池组中使用了哪些黑技术,还得等官方进一步解密。
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