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奇瑞怎样做出中国品牌最高热效率发动机

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  [汽车之家 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(下文简称E4T15B)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?

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■ 热效率高了有什么好?

  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。

丰田(进口) 凯美瑞(海外) 2017款 基本型

2.5L自然吸气发动机参数对比
品牌丰田
Dynamic Force
 Engine
马自达
SKYACTIV
日产
QR25DE
排量(ml)-24882488
最大功率(Ps)205192186
最大扭矩(N·m)250252229
搭载车型美版全新凯美瑞及欧版相应车型阿特兹、CX-5等楼兰天籁西玛

  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。

■ 优化燃烧系统

  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。

奇瑞汽车 瑞虎7 2016款 1.5T 自动耀尊版

  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。

奇瑞汽车 瑞虎7 2016款 1.5T 自动耀尊版

  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。

奇瑞汽车 瑞虎7 2016款 1.5T 自动耀尊版

  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。

奇瑞汽车 瑞虎7 2016款 1.5T 自动耀尊版

■ 改善冷却系统

  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。

奇瑞汽车 瑞虎7 2016款 1.5T 自动耀尊版

  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。

  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。

全文总结:

  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。(文/图 汽车之家 唐朝)

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