汽車圈的大消息!現代新型發動機的熱效率有望達到 50%

10-30

在國際汽車動力總成峰會上,現代汽車公開展示瞭自己最新的 Smart Stream 系列發動機,稱該發動機的熱效率有望達到 50%。

這個消息引起瞭業內外關註,因為前段時間豐田公開宣佈自己的新型汽油發動機最大熱效率為 40%,和柴油機相當,可以說創下瞭當時量產型汽車用汽油發動機的世界最高紀錄。而今天,現代的發動機可能要大幅超越這個數值,怎麼能不讓人激動呢?

汽油發動機熱效率達到 50% 是什麼概念?一般來說,熱效率是指發動機輸出的機械功和燃燒燃油產生的化學能量的比例。汽油機大概在 20-30% 之間,柴油機因為壓縮比高,空燃比更大以及點燃方式為直接壓燃,因此比汽油機更高些,通常在 40% 左右。

新款豐田普銳斯上配備的 1.8L 自然吸氣發動機熱效率高於以前的同型號機型,比原來的 38.5% 提高瞭 1.5 個百分點,達到瞭 40%,這已經是個很瞭不起的成績。而在今年法蘭克福車展上,奔馳推出瞭 Project ONE 超跑,據說該車型上搭載的 1.6T 發動機熱效率已經超過 40%。

目前現代的新型發動機熱效率是否能達到 50%,這一點還不能確定,但在外界看來,至少這款機型的熱效率不會很差,超過豐田或者奔馳成為新的世界紀錄刷新者也有可能。

技術細節方面,現代沒有向外界透露太多,不過根據過去豐田發佈的一些資料,我們倒是也能推斷出一些信息。

熱效率的提高是一個系統工程,絕不是單一提高某方面就能實現,而是需要多種技術相互配合才行。比如豐田在自傢高燃效汽油發動機中就做瞭這些努力:

1)提高 EGR(廢氣再循環率)

將廢氣冷卻再循環可以有效提高發動機的熱效率,同時降低氮氧化物的排放。為瞭提高發動機的 EGR,豐田將氣缸內的滾流比從之前的 0.8 提高到瞭 2.8,隨之帶來的是更高的燃燒速度。這臺發動機的 EGR 從一開始的 21% 提高到瞭 28%。

滾流比的提高當然也需要某些手段,豐田的做法是優化進氣口的造型,使得進氣口形成垂直方向的渦流。根據豐田提供的數據,在 2000 轉速時的壓縮行程中,氣缸內部氣體的平均湍流速度從過去的 2.5 米 / 秒,提高到瞭現在的 3.4 米 / 秒。

2)改變活塞表面形狀

想提高熱效率,也需要對氣缸內氣體的流動做合適的控制。為瞭使得活塞對氣缸內氣體的擾動效果更好,豐田把發動機活塞表面的淺坑直徑縮小瞭一些。不過這又會造成瞭點火困難的問題,為此,火花塞的點火能量從 35mJ 提高到瞭 100mJ。

為瞭配合高滾流燃燒室設計,高壓直噴噴油嘴采用瞭側置佈置,使汽油能與進氣氣流更好的混合,此外,豐田還通過縮小噴射角度來避免汽油束噴射到氣缸壁上造成浪費。

經過一系列努力,豐田把新機型的熱效率做到瞭 40%,這使得同等排量下,豐田的發動機更加省油,而動力性也得到瞭一定保證。

當然,以上這些是否也用在瞭現代的那款發動機中,我們還說不好,但能肯定,想實現高熱效率需要一定的技術積累才能實現,而且如果想把這樣的發動機投入量產,對成本的控制也是非常嚴格的。

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