盘点发动机热效率前十车型,马自达第一,“技术宅”奇瑞却垫底?
不知道从何时起,“发动机热效率”成了很厂商宣传的重点,似乎数值越高,就越有黑科技的感觉,也越能给搭载的车型加分。那么发动机热效率是什么,为何厂家要极力宣传它呢?
其实发动机热效率,指发动机有效功率的热当量与单位时间所消耗燃料含热量的比值。举个例子,如果一台发动机的热效率是40%,那么说明它消耗的燃油中只有40%的能量转化为实际动力。
其它的60%的能量则因为其它做功而被浪费掉了,再俗点说,就是你加了100块的燃油,实际只用了40元,剩下的60元就打水漂了。所以从理论上来说,发动机热效率越高,输出相同的动力消耗的燃油就越少,也就越省油,更省钱。
这就是厂商们喜欢拿它说事的主要原因,而目前市场上大部分汽车发动机的热效率在28%~33%之间,但也有少数更高的存在。下面疆哥就为大家盘点热效率前十的发动机以及它们的代表车型(已量产上市的)。
1、 马自达 SKYACTIV-X 2.0L
热效率:43%
代表车型——马自达3 昂克赛拉(海外)
“技术宅”马自达在这一块已经走在了最前头,它研发的SKYACTIV-X 2.0L发动机热效率高达43%,并搭载在海外版的马自达3 昂克赛拉上。不过对于国内的马粉们来说,2019年最失望的事,莫过于没有在全新一代马自达3上看到SKYACTIV-X的到来。
不过大家也不用急,人家官方也放话了,这款发动机会在今年引进,并率先搭载在2021款马自达3 昂克赛拉和CX-30车型上,希望这次不要因为油品或其它问题再推迟了。
2、丰田 Dynamic Force 2.5L混动
热效率:41%
代表车型——丰田凯美瑞
在马自达SKYACTIV-X还没量产前,业界公认最牛的其实是丰田搭载在第八代凯美瑞上的那套2.5L THS混动系统,别看它最大马力只有178Ps,但工信部综合百公里油耗可是夸张的4.1L,对于一款B级车来说,绝对是惊艳的存在。
而它的2.0L的燃油版,热效率也能达到40%。如今丰田虽然也给亚洲龙安排上了同款动力,但谈到热效率或省油,大家想到的还是凯美瑞。
3、本田地球梦 2.0L混动
热效率:40.6%
代表车型——雅阁混动
既然说到混动,那自然不能少了本田,毕竟它的名气可丝毫不比丰田弱。它也有一套独步车界的混动系统,那就是i-MMD,目前已经发展到了第三代。其使用的地球梦2.0L发动机,热效率达到了40.6%,仅次于马自达和丰田。
这套混动系统搭载的车型有雅阁、Inspire、皓影等。当然,其中名气最大的,资历最老的还是雅阁,4.2L的百公里油耗一直是被消费者津津乐道的。
4、日产VC-TURBO 2.0T
热效率:39%
代表车型——英菲尼迪QX50
本田和丰田都有混动加持,可“三剑客”之一的日产,即使不靠混动也能将发动机热效率提高到39%,这款发动机就是全球首款搭载可变压缩比技术的2.0T VC Turbo。据说日产花了200亿美元以及20年的时间才研制出来的,率先被搭载在英菲尼迪QX50上,当时还被调侃是 “买发动机送车”。
不过结果却并不理想,这台一度被夸上天的发动机,并没有给英菲尼迪QX50带来市场,即使后来搭载到天籁上,销量也没有太大的起色,可以说是叫好不叫座。
5、一汽CA4GC 2.0T
热效率:39%
代表车型——红旗HS5
前面说的都是合资品牌的,第五名终于轮到国产阵营了,这款代号CA4GC的2.0T发动机,被率先搭载在红旗中型SUV HS5上,其发动机热效率高达39%。最大马力224Ps,最大扭矩380牛米,可以说是目前已量产上市自主品牌发动机热效率最高的。
虽然同属一汽集团的奔腾T99也有搭载,但是一汽最初还是靠红旗HS5打出名气的,从规划来看,这款发动机后续还将有更多的应用。
6、上汽通用Ecotec 1.0T
热效率:38%
代表车型:英朗
上汽通用第八代Ecotec系列发动机拥有2.0T、1.3T还有1.0T三种排量标准。其中1.0T三缸发动机的热效率达到了38%。虽说别克和雪佛兰不少车型都有搭载这款发动机,但真正让其声名大噪则是别克英朗。
当然,并不关热效率的事,而是因为英朗本来就是明星车型,但搭载这款三缸机后,销量曾一度遭到重创,以至于很多人都把锅甩在了这款三缸机上。 不过如今,英朗销量逐步趋于稳定,再加上最近推出了四缸版本,相信又能收获不少粉丝。
7、广汽 4B20J1 2.0T
热效率:38%
代表车型——传祺GS8
伴随着广汽传祺2020款GS8车型上市,一款代号为4B20J1的2.0T发动机也跟消费者见面了。这款发动机热效率达到38%,最大马力252Ps,峰值扭矩390Nm。这样的数据和沃尔沃T5版本发动机已经不相上下,可以说是自主品牌里最强的2.0T。
而目前搭载这款动机的车型包括广汽传祺GS7、GS8/GS8S以及GM8,后续中期改款的传祺GA8也会用上。
8、长安JL473ZQ3 1.4T
热效率:37.6%
代表车型:逸动PLUS
实际上,早在去年的7月份,长安就已经将这款热效率为37.6%的发动机,搭载在了长安CS35PLUS和逸动上。而今年3月份上市的逸动PLUS,预售16天就订单破万,热度明显更高,所以又让这款发动机重回大众视线。
这款1.4T发动机最大马力为158Ps,最大扭矩为 260Nm,跟大众1.4T高功率发动机不相上下。据说2020年,长安还将推出热效率为40%的1.5T发动机。
9、大众 EA211 EVO 1.5T
热效率:37.5%
代表车型:第八代高尔夫(海外)
这台1.5T发动机代号为EA211 EVO,相信看到EA211大家肯定就明白了,没错它就是基于现款1.4T发动机打造的的全新一代发动机。目前海外已经上市的第八代高尔夫搭载的就是这款发动机,其热效率达到了37.5。
值得一提的是,目前新一代国内第八代高尔夫试制车已经在一汽-大众佛山工厂下线,预计今年就会上市,大家不妨期待下这款1.5T发动机的到来。
10、奇瑞ACTECO 1.6T
热效率:37.1%
代表车型——瑞虎8
奇瑞这款1.6T,是其第三代ACTECO系列发动机的产品,虽然热效率在这份榜单中垫底,但从认知度以及消费者的追捧来看,估计是所有自主品牌中最高的。而作为首款搭载第三代ACTECO 1.6T的车型,瑞虎8市场表现也十分不错。
目前这款发动机也被应用在星途和捷途品牌上,算是比较常见了。不过后面奇瑞还会研发同系列的2.0T发动机,届时会带来什么样的突破呢,值得期待。
写在最后
最后疆哥想要说的是,其实一辆车究竟省不省油,性能高不高效,发动机热效率只是其中的的一个影响因素罢了,此外还关系到驾驶习惯、车身风阻、变速箱匹配等,所以大家也不要被热效率这个数值给迷惑了。
而且厂家所说的热效率,一般指的是最大热效率,例如丰田凯美瑞41%的热效率,它并不是什么时候都能达到这个标准的,而是在特定的条件下才能达到的上限,而多数时候车辆的热效率还是会在41%以下。
当然,对于厂商而言,制造更高热效率的发动机,是展示其自身研发实力的重要体现,所以方向还是好的,疆哥也希望能在这一技术领域看到更多国产品牌的身影,这才是真正核心技术的体现,你觉得呢?
自主品牌发动机热效率突飞猛进,是技术进步还是虚假宣传?
作为这个领域的工程师,参与了几款高效发动机开发,也多次和行业内大佬进行过技术交流,可以说对这块还是有一定了解。
先说结论:最近几年自主品牌发动机热效率确实突飞猛进,技术进步明显,发动机硬件领域已经和国际处于同一起跑线上,在同等成本的前提下可以做到国际领先水平。关于中汽中心验证热效率,具有参考意义,可以代表该测试发动机在特定试验条件下能够达到的理论上限,但很难买到该标定策略的产品。
做发动机性能开发、仿真、燃烧模型设计、标定等领域深耕多年的工程师们应该都知道,热效率并不是魔幻,什么技术方案下热效率能够达到的上限是可以预估的。目前成熟的手段有高压缩比、高滚流比设计、米勒或阿特金森或B循环+长行程设计、高压直喷配合可变燃压、DLC涂层和0W-20机油等降低摩擦手段、高能点火、充钠气门、智能热管理、泵类电器化+可控化、活塞冷却、进排气双电动VVT、排气歧管集成+缸盖冷却、大范围内部外部EGR等,这些手段可以支撑热效率达到国际水平。如果要进一步突破,现有的方案主要依靠低温EGR和附件全面电器化(降低机械损失),可以让热效率再突破一个1%~1.5%,这个就是传统技术手段的上限了。
想要进一步突破,就要玩一点新花样,在比热比上做文章,就是要稀薄燃烧,具体实现稀薄燃烧的手段可以不相同。比如在超高滚流比下的点火式lean稀薄+分层燃烧,比如预燃烧室的lean稀薄燃烧,比如HCCI均质压燃下的lean稀薄燃烧。他们的目标都是提高比热比,尽可能利用不参与燃烧的气体吸热膨胀的能量,只有通过这种手段,才能让热效率取得突破。
下面点评一下目前国内著名的几款高效发动机:
1 奇瑞1.6T:37.1%这款发动机性能很强大,它的最大功率达145kW(铭牌功率没有145kW),最大扭矩为290牛米。而且难得可贵的是它的热效率值得推敲,从公布的技术路线来看,理论上热效率会接近38%,考虑量产的妥协,实现37.1%的热效率是经得起考验。从同级别NEDC数据对比也可以看出,该发动机油耗是非常不错的。比如星途TXL和本田CRV相比,星途上的1.6T功率和本田1.5T接近,扭矩更大,星途整车比本田大一圈,重了100kg,NEDC油耗和本田1.5T差了0.3L/100km,表现非常亮眼。
最近奇瑞又出了一款2.0T的发动机,升功率很优秀,而且宣传热效率依然是38%,并不夸张。
2 广汽1.5T:39%2019款传祺GS3使用的发动机为型号3B15J1直列三缸缸内直喷1.5T,排量1493ml、铭牌功率110kw,宣传用标定功率120kw、峰值扭矩235Nm。这款发动机的热效率在论文上可以查到,为39%。广汽的这款GS3我也开过,这款发动机的热效率也是靠谱的,实际油耗表现对得起39%的数据。
我们和同级别的别克1.3T三缸发动机进行对比,如下图。此处别克的1.3T发动机热效率也是39%。由于广汽传祺的GS3只在最低配车型上使用了这款发动机,只有手动挡,且没有自动启停功能。考虑到国内标定实力下自动挡油耗会偏高,而国际主机厂手动和自动挡油耗基本一致,考虑到传祺GS3整车重量介于昂科拉和昂科拉GX之间,考虑到别克带有自动启停功能,其他的轮胎参数基本一致,忽略风阻等影响因素,至少可以判断广汽这款发动机的热效率是不输于别克最新的1.3T的(当然牺牲了部分性能)。尤其可见,广汽这款发动机宣传的热效率39%也是可信的。
3 奔腾1.5T:39.06%这款发动机也是中汽中心验证的第一款发动机,热效率达到了39.06%,是当时最高热效率国产发动机,着实恐怖。不过我对这款发动机的技术参数将信将疑,因为我从它采用的技术手段并没有看出过多领先的技术,属于主流技术,因此我看不到它能领先大众本田1%以上热效率的依据。
从实际油耗表现我也做了对比,与上面两款不同,搭载这款发动机的车型油耗表现一般。对比数据如下。
本田CRV最低配和奔腾T77 pro最低配都是6档手动(手动变速箱对传动效率影响很小),本田1.5T发动机热效率接近38%。用更重的车身,更大的尺寸,更低的热效率,油耗少了0.2L/100km。(此处对比都选用了6速手动,虽然齿比不一致,但是手动变速箱换挡效率高度接近,此外也可以排除不同自动变速箱的L/C范围、齿比、换挡策略等引起的差异,由于油耗依旧采用NEDC工况,工况非常简单,人为差异很小,基本能够反映发动机的硬实力)
4 东风风神1.5T:41.07%这款发动机热效率更高了,达到了41.07%。从披露的技术手段来看,采用了350Bar,高滚流比设计,高压冷却EGR(EGR率20%),横流冷却,DLC涂层,变排量机油泵。相比奔腾T77 PRO发动机,我猜测多了高压冷却EGR。
通过这些手段,达到了热效率41.07%?我表示很惊讶。使用的技术并没有比大众1.5T EVO先进太多。大众1.5T EVO低功率版采用了更高压缩比12.5和VGT增压器,不如这款发动机的地方是没有高压冷却EGR,其他和这款发动机基本一致的硬件技术。虽然冷却EGR是提高热效率的一大秘诀,但是能够领先大众1.5T EVO 2%以上热效率我觉得难度很高。目前搭载该发动机的车型还没有出现,等出现后我再点评下。
5 广汽传祺:40.48%、40.23%、42.1%刚刚惊讶了东风的41.07%,广汽来了三张高效发动机证书啪啪啪打我脸。据和一些业内大神沟通,在有了39%热效率的发动机经验之后,广汽用上了低温冷却EGR,分层水套,高压缩比等手段,把传统发动机的热效率从39%提升到40.48%和40.23%(小型发动机由于燃烧热量低爆震倾向小,所以同等技术下热效率可以做的稍微高一点)。这个数据我还是愿意相信的,毕竟有39%热效率的那款发动机背书,而且这个发动机技术不比东风弱,热效率却低了0.6%。
值得注意的是,另外一款热效率更惊人的42.1%的混动用发动机,第四代2.0ATK发动机。其实我从技术角度分析,只要广汽40.48%和1.5T是真实的,同等技术手段下用过超高压缩比15.6,放弃升功率,超大低温EGR比例,长冲程设计(1.3),以及充分的电气化手段,热效率提高到42.1%是有可能的。我用这款发动机和丰田41%混动发动机对比,这款发动机有更高压缩比,放弃了一些升功率,从升功率热效率斜线来看,和丰田41%热效率发动机处于一个技术水平,我觉得这款发动机的热效率可信的。
我看了发布会技术介绍,也相信如果这些手段都用上,在试验室条件下,做一些针对此发动机热效率验证的单独对策,是可以实现该热效率的。至于能不能买到量产版,还是个问号。
6 比亚迪骁云1.5L:43%最近又来了一个王炸,比亚迪的43%热效率,这个数据就有点恐怖了。从技术指标来看,压缩比15.5,行业领先,和广汽混动的15.6差不多。我和广汽混动发动机做对比,该发动机的电气化程度更高,体现在取消了轮系,相信热效率的差异在此处。其他技术手段大同小异,取消轮系确实是一个技巧,一般由于发动机附件的存在有机械损失,取消轮系后,相关零件都依靠PHEV电池的电驱动伺服电机,驱动相关水泵、发电机,起动机等。所以热效率可以高于广汽的42.1%,不过唯一的疑惑就是轮系能不能实现热效率1%的突破?我个人觉得实现0.1%到0.2%可以,1%很难。不管如何,这款发动机热效率肯定是国内最高的,也高于目前国际上很多款发动机,绝对处于国际第一梯队。
总结这几年自主汽车品牌发动机热效率确实突飞猛进,技术进步明显,发动机硬件领域已经和国际处于同一起跑线上,在同等成本的前提下可以做到国际领先水平。国内主机厂通过一步一步走,砥砺前行,和国际大厂们并驾齐驱了,这是值得欣慰的。
关于中汽中心验证热效率,是具有参考意义,可以代表该发动机在特定试验条件下能够达到的上限,也能够逼迫主机厂们在提高发动机热效率技术上进行突破,促进产业进步,至于这个绝对值,参考着看吧。