奇瑞怎样做出中国品牌最高热效率发动机,热效

日期:2019-11-22编辑作者:时时彩平台

[汽车 发动机技术] 去年年底圣诞节前,丰田带来了热效率达到41%的2ZR-FXE发动机,一举刷新了由它自己保持的热效率最高量产发动机的记录。当国际车企轮番刷新记录的同时,中国品牌也在进行着追赶。最近,奇瑞宣布要在瑞虎7上搭载一款代号为SQRE4T15B的4缸汽油发动机,其热效率超过37%,成为了中国品牌发动机中热效率的冠军。那么,奇瑞是怎么做到的呢?

  热效率这个词想必懂车的你对它一定不会陌生,在汽车领域,热效率的提升看起来似乎并不如国内油价般长势喜人。但是要知道,就算只提升0.1%的最大热效率的背后,是有多少工程师们夜以继日的不断努力得到的结果。目前量产的发动机最大热效率一般在33%-38%,而奇瑞做到了37.1%的最大热效率,这无疑是国产发动机的骄傲。

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体验读图模式

■ 热效率高了有什么好?

● E4T15B发动机介绍

我们都知道,发动机工作原理可以概括为通过燃烧化学燃料,产生高温高压来推动活塞向下运动,从而带动曲轴旋转做功。不过在这个做功的过程中,热能的损失是无法避免的,它也是效率降低的因素之一。目前大多数的发动机上,只有一半都不到的燃料能被真正地转化为机械能被加以利用,这个转化的比值也就是我们常说的热效率。其实对于我们普通消费者而言,可以理解为同等排量下这个比值越高发动机越有劲,同时油耗、排放更低。以目前世界范围内量产最高热效率的丰田A25A-FKS为例,从数据上看,尽管扭矩数值上丰田这台发动机略低于马自达SKYACTIV创驰蓝天系列发动机,不过功率上领先则极为明显。此外,仅从数值上对比,丰田这台2.5L 四缸发动机已经比多年前宝马、奔驰类似排量发动机更加优秀。

E4T15B发动机介绍

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发动机型号

2.5L自然吸气发动机参数对比

SQRE4T15B

品牌

排量

丰田Dynamic ForceEngine

1.5L

马自达SKYACTIV

汽缸数&汽缸排列形式

日产QR25DE

L4

排量

进气形式

-

涡轮增压

2488

供油方式

2488

歧管喷射

最大功率

最大功率

205

108kW

192

最大扭矩

186

210N·m

最大扭矩

发动机重量

250

约125kg

252

目前搭载车型

229

瑞虎7

搭载车型

● 热效率是什么

美版全新凯美瑞及欧版相应车型

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阿特兹、CX-5等

  发动机是通过化学燃料燃烧后产生高温高压来推动活塞向下运动,从而带动曲轴旋转。所以热能的损失是直接导致发动机在工作中效率降低的因素。

楼兰、天籁、西玛等

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知道了热效率提升带来的好处后,让我们看看奇瑞是怎样做到37.1%的热效率吧。首先,这台代号为E4T15B的发动机是基于目前已经搭载在瑞虎7上市的,代号E4T15的1.5T发动机加以改进而来。工程师优化的方法简单说可以总结为三方面,即改善燃烧系统、冷却系统、降低摩擦三类。

  由于发动机中有大量的“热损失”存在,导致只有一半都不到的燃料能被真正地转化为机械能利用在我们行驶中。

■ 优化燃烧系统

  目前在民用车领域发动机的最高热效率大约在41%,这是数据是由丰田公司创造。而大部分的民用车发动机的最高热效率一般在33%-38%,其中国产发动机的热效率偏低。

汽油发动机的热效率和空气、汽油混合效果不无关系,因此改善燃烧系统实际上包括了对进气系统、汽油喷射两方面加以优化。对于进气控制方面,奇瑞与供应商霍尼韦尔一起优化了涡轮增压器内部结构。

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● 大部分的燃料都被消耗去哪了?

由于采用了低惯量涡轮增压器,因此E4T15B发动机的峰值扭矩相比E4T15发动机有所前移,扭矩输出平台从此前的2000rpm-4000rpm,变为1750rpm-4000rpm。

  首先我们要知道,是什么导致热效率的偏低呢?热损失主要有哪些?

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经过优化的涡轮增压器不仅摩擦阻力降低,减少了能量损耗,重新设计的叶片还使得涡轮增压器效率得以提升。因此,它能够帮助发动机吸进更多新鲜空气,也就是提高每个工作循环的进气量。此外通过控制正时系统,这台发动机还能在低转速区间通过“扫气”降低燃烧室温度、抑制爆震等情况。

  而这次奇瑞大本营一行中,我们了解到了奇瑞提升热效率的其中几个秘密。

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● 奇瑞与供应商之间的合作

在燃油喷射方面,E4T15B发动机喷油嘴增加了一倍油孔,汽油雾化效果更优秀。值得一提的是目前这两款发动机仍采用歧管喷射,未来奇瑞第三代发动机使用缸内直喷技术后,油气混合效果将更加优秀,热效率也还有继续提升的空间。

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● 奇瑞E4T15B发动机是怎么提高热效率的?

■ 改善冷却系统

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对发动机而言,能否保证合理的进气温度是影响燃效的重要原因,对涡轮增压器发动机而言,进气冷却系统更是重中之重。工程师在这台发动机上,将此前的风冷式中冷器替换为水冷式中冷器,并采用了集成在进气歧管上的设计。

  奇瑞第二代发动机E4T15B采用了霍尼韦尔提供的最新一代--第二代汽油增压平台产品。霍尼韦尔想必大家都不陌生,他的涡轮增压器不仅提供给了众多的汽车企业,同时也在供应给航空领域在使用。

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  排气损失占热效率非常大的比例,充分利用燃烧所产生的废气是提高热效率的重要方式。在E4T15B上,霍尼韦尔的第二代涡轮增压器在各部位得到改善。通过这些改善减少涡轮迟滞以及提高涡轮增压器的工作可靠性。通过优化排气涡轮,减少在排气时的泵气损失,以及优化压气叶轮和轴承,以提高发动机响应性,峰值扭矩前移250ERPM。

水冷式中冷器的交换介质是液体,相比风冷式中冷器里的空气比热容更高,因此换热性能更优秀。反映到实际中,便是对温度控制效果更好。另一方面,E4T15B发动机还采用了电子水泵,这样其对于冷却液流量控制更加精确,使得进气温度更稳定,也有利于提高热效率。

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略感遗憾的是,此次活动中奇瑞除了展示涡轮增压器轴承降低摩擦方面的优化外,对这台发动机其他降低摩擦技术并未给出更多详细信息,相关资料将在1个月后举行的上海车展上加以公开。

图为E4T15B发动机上所使用的涡轮增压器展示件。

全文总结:

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随着中国品牌与国际知名供应商合作的不断加深,发动机这个曾经的短板正在逐渐被补齐。在产品稳定性逐步赶上国际主流水平的同时,现在开始了全新技术方面的追赶。奇瑞正是通过与博世、法雷奥、霍尼韦尔的合作研发,使用降低摩擦、优化燃烧、冷却系统的方法,将发动机热效率提升至37.1%。目前这台发动机公布的资料仍旧十分有限,官方表示将在4月份召开的上海车展上带来更多详细信息,我们也将对其继续保持关注。

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  一般我们常见的中冷器是风冷式的中冷器,也就是布置在车头,依靠前进时冲进中冷器的冷风给进气进行冷却,这种中冷器想要冷却效果足够好,就需要空气在中冷器中呆足够长的时间,但这会造成较大的涡轮迟滞,所以水冷式中冷器会是更加好的选择。

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  E4T15B所使用的是法雷奥所以提供的水冷式中冷器。由于水冷式中冷器的体积更小,其进气行程大幅度缩小,可以有效提高进气效率。同时中冷器直接搭载在发动机上,减少增压后进气管路的长度和容量,达到快速的瞬时响应性能。而且水冷式中冷器能更好地稳定进气温度,对发动机热效率提升起着不可或缺的作用。

总结:

  通过各大供应商的协助配合,奇瑞发动机热效率也在稳步地提高,除了以上所以介绍的涡轮增压器以及中冷器外,发动机的热效率提升还需要优化非常多的地方,这在以后的发动机解析中我们会给大家详细介绍,关于E4T15B的热效率提升到底做了哪些具体的优化。

  由于这次参观时间有限,我们所获得的信息还是太少,据可靠消息称,四月份的上海车展上,奇瑞展台将会展出E4T15B这款发动机,同时我们跟会跟进报道。另外值得一提的是,这款发动机为奇瑞的第二代发动机,采用的仍是歧管喷射技术,在不久的将来,三代机上缸内直喷会被使用上,毫无疑问,这又将是一次热效率突破的时刻。(图/文:太平洋汽车网 迟东宁)

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