近几年,在环保要求日益严格的背景下,越来越多的车企特别是日系品牌,都开始强调热效率。热效率仿佛就突然成为衡量发动机技术水平和节能性的重要指标而不断被提起,国内的一些自主研发发动机的品牌也开始随大流而提到热效率。从以前的课本理论上,发动机的热效率约为30%上下,但现在的领先的发动机热效率已经大大超越了该数字。
奇瑞的E4T15B 1.5T发动机,标定最高热效率为37.1%。本田L15B 1.5T涡轮增压发动机,标定最高热效率为38%。丰田2ZR-FXE热效率高达40%,混合动力版更是目前量产发动机中最高的41%,为业界标杆。而马自达的压燃黑科技 Skyactiv-X,更宣称发动机高达50%,已经远超曾经课本理论上30%的门槛。
那现在的发动机为何如此强调热效率?高热效率对我们来说有什么意义呢?网传的高热效率就等于低油耗的结论是否有成立呢?
热效率是什么
要搞清楚这一切,首先要清楚热效率是什么东西。由于发动机的工作是让汽油在气缸内燃烧,产生高温高压,推动活塞运动,将化学能转化为热能和机械能。其中热能是无用功被散失掉,而机械能就是这正做功的有效能量。因此所谓的热效率,就是有效转化的机械能,和输入燃油的化学能的比值。也就是说,燃油燃烧所产生的能量,用过来推动活塞运动的能量越高,发动机的热效率就越高。
一般要提升发动机的热效率,除了增加燃油的燃烧能量,提升能量转化为机械能(推动活塞)的效率以外,还可以降低热量散失、降低内部摩擦、降低泵气能量损失等方式来提升。
发动机热效率不断变化
虽然理论上,热效率越高的发动机,可以用更少的燃油就能够获得相同的发动机做功。在相同的条件下,热效率高的发动机更容易获得更高的燃油经济性。不过从实际上来说,热效率并不能直接和燃油经济性挂钩。首先从发动机的功率图上可以看到,热效率会受到发动机转速和发动机负载影响。当发动机转速在1500-3000rpm,发动机负载率较高的情况下,发动机的热效率较高。而在其它工况下,发动机并不能达到最佳的热效率。
需要注意,发动负载率对于发动机热效率有非常大的关系。正常情况下,外部行驶阻力越大,发动机就需要爆发更大的功率和扭矩克服阻力行驶。负载率越高,说明发动机在该转速下越接近满功率的运转,这时候绝大部分的燃油消耗都用于克服阻力行驶,燃油效率越高,因此热效率也越高。
热效率不等于油耗
但是,热效率更多是针对发动机部分来描述。但对于一辆汽车来说,传动系统的摩擦阻力、轮胎行驶的摩擦力、车重所增加的行驶阻力、高速行驶的空气阻力等等,都是一辆汽车行驶阻力的构成。阻力越大,就需要发动机燃烧更多的燃油,输出更大的功率来克服。这时候,油耗就自然会增加。
只能说,在所有条件都一样的情况下,使用更高热效率的发动机,平均油耗会比热效率低的发动机有优势。但由于实际油耗受到驾驶习惯、路况、车况等影响,单单以热效率去衡量油耗是一个并不科学的做法。
题外话
现在提到热效率,更多是日系车企在强调。而欧美车厂则甚少提到热效率一词。究其原因,是日系品牌更喜欢强调的高科技形象。而欧系车厂不强调热效率并不是做不出,而是更喜欢着眼于满足基本排放的要求同时提供更好的动力输出。因此,单单就凭发动机热效率去断定一辆车是否省油是并不科学,消费者也不需要对热效率有过分的执着。
全部评论