只用700个字让你搞懂什么是「引擎的热效率」

2019-11-15 18:12:36 7点赞 29收藏 9评论

只用700个字让你搞懂什么是「引擎的热效率」

混动系统节能的精髓,就是尽可能让引擎在经济区间工作,剩余驱动时间由电机来做补充。所以引擎的经济区间越广,整个系统就越节能。

如何判断引擎的经济区间呢?要看引擎的比油耗,也叫燃油消耗率(Brake Specific Fuel Consumption),它指的是引擎每小时输出1千瓦所需的燃油的质量,以克为单位。数值越小,引擎的热效率就越高。

看下图,红色部分,就是引擎热效率最高的区间,往外依次递减,工程师要做的就是让中间的经济区域尽可能更广:

只用700个字让你搞懂什么是「引擎的热效率」

关于热效率的计算有一套公式:

柴油机的热效率= 1 /(BSFC×0.0119531)

汽油机的热效率= 1 /(BSFC×0.0122225)

以丰田1.8L混动引擎为例,可以看出,在低的扭矩和转速下,这款引擎依然能够保证30%以上的热效率:

只用700个字让你搞懂什么是「引擎的热效率」

虽然经济区间广阔,但离开了电机的辅助,这款引擎可以说惨不忍睹,动力很小,只有99马力,而且低扭不足。为什么会这样?

因为丰田这款引擎为了提升热效率,采用了阿特金森循环。内燃机有四个冲程,分别是进气、压缩、做工、排气。阿特金森循环指的是活塞的压缩行程小于做工行程。也就是说,相同质量的空气,在膨胀的过程中,体积比压缩之前更大了,做工的时间大于压缩的时间,燃烧就更充分。

不过阿特金森循环需要复杂的活塞连杆来实现,技术要求高,成本难控制,如今的引擎都是通过推迟压缩冲程的进气门关闭时间(进气反流)来变相实现这一个目标——这就是米勒循环

只用700个字让你搞懂什么是「引擎的热效率」

只用700个字让你搞懂什么是「引擎的热效率」

米勒循环的燃烧更充分,但由于在压缩行程中会排出部分混合气,在低转区间,本身混合气就较少,于是释放的能量相应更少,于是出现低扭不足。而由于做功行程变长,也不利于引擎提升转速。

所以这是个两难选择,如果要经济,动力就会弱,不过对于混动系统来说,有了电机的辅助驱动,很好地弥补了这一缺陷,就没有这个顾虑了。

文|休不眠

图|网络

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