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大设计 | 只有丰田和奇瑞达到的41%热效率,其实都被伪行家误导了

奇瑞研发故事之三


2017年3月,奇瑞汽车突然对外宣布:自己所生产的代号E4T15B的四缸增压发动机,燃烧效率达到了37.1%。从当时的报道看,相信这个消息的媒体和网友都很少,毕竟这只是奇瑞的第二代发动机,之前一点消息也没有,然后直接就宣布达到了国际领先水平,着实让人不敢相信。尤其是发生在销量在国内进不到前列的品牌奇瑞身上,“无论如何都是吹牛”。
在中国车企里,唯一一家从生产发动机转行生产整车的,就是奇瑞。在全球范围内,还有其他几家更有名的:宝马、劳斯莱斯、萨伯,不过都是航空发动机。在公众眼里,奇瑞只是在1997年把福特的一条二手生产线搬到了国内,而这段历史并没体现出它有多先进。但在这简单的历史背后,不善言辞的奇瑞隐藏了很多没有对外公开的故事。

从1997年开始,奇瑞研发发动机的工作就一直没有停下来过,2017年的37.1%燃烧效率发动机,不过是阶段性的研发成果而已。

一转眼,这个消息已经有两年多了。2019年7月1日,在海南博鳌召开了“2019世界新能源汽车大会”。在这次会议上,奇瑞再次发力,连推两款重磅产品,其中一个是燃烧效率达到41%的1.6升高效率直喷增压混合动力专用发动机。这台发动机基于奇瑞的第三代1.6升TGDI发动机研发而来,燃烧原理采用了适于混合动力车的米勒循环,已经获得了国家的产品公告,并建成了年产1万台的生产能力。
大设计 | 只有丰田和奇瑞达到的41%热效率,其实都被伪行家误导了(图1)
【在2019世界新能源汽车大会上展出的奇瑞41%高效率混动发动机】

 

同样地,由于这款发动机从数据上看太先进了,在全世界范围内,只有丰田的一款2.5升Dynamic Force Engine发动机具有相近的41%燃烧效率,因而很多网友在发动机实物面前依旧选择了“不相信”。

但对奇瑞来说,燃烧效率多高并不是它追求的目标,毕竟这只是节油和环保的一种手段。如果只对外宣布一个数字,是没有意义的。
学过物理就知道,传统的内燃机效率都是很低的,37.1%已经是一个非常高的数字,在发动机行业,几十年来也没有过本质的变化。不要说进步1%,就是进步0.1%,都值得庆贺,需要付出巨大的努力。毕竟物理的极限摆在那里,要想提高有效的部分,就必须通过各种努力,降低原本被浪费掉的部分。不相信的人可能并没有弄明白燃烧效率的来由,没有人进行正确的解读,于是一帮伪专家们跳出来瞎说一气,造成了更多的困扰。

大设计 | 只有丰田和奇瑞达到的41%热效率,其实都被伪行家误导了(图2)

【奇瑞41%热效率混合动力发动机能量流示意图】

 
今天我们来正确地认识一下燃烧效率这个概念。单看数字,外界觉得奇瑞只用两年时间就把燃烧效率从第二代发动机的37.1%,提高到第三代TGDI发动机的38%,再到混合动力专用发动机的41%,显然不符合常理。确实如此,因为他们忽视了一个根本问题——燃烧效率的大幅增加,是建立在燃烧原理的改进基础上的,所以它们的效果并不是线性提升的。其实更重要的原因,还是很多人内心的不自信,他们把自己的“不能”移植到了那些奋斗者身上,只要是中国人自己取得的进步,他们都觉得不可能。
在内燃机工作的原理中,有三种常用的工作循环,以往常用的汽油发动机都是奥托循环,默认就是它。而近年越来越多的混合动力车型涌现出来,奥托循环和电机组成的混动系统,并不能发挥出最大的效能。因此,另外两种工作原理——阿特金森循环和米勒循环便显示出了优势,慢慢走上舞台。

这两种循环的特点是延缓了进气门关闭的时间,因而换气和燃烧都更充分,但缺点是降低了部分低转速下的动力输出,所以主要用在混合动力系统上。

奇瑞的这款混合动力专用发动机就是采用了进气门延迟最多的米勒循环来做功,这让它的燃烧效率直接可以超越奥托循环。同时,在降低排气损失、冷却损失和提高机械效率三个方面提高发动机热效率,具体做法是提高压缩比、增加低压EGR(废气再循环)设备、减少缸体壁面传热损失等手段。

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【图片:奇瑞最多时同时拥有49座发动机实验室】

 
奇瑞从1998年开始,就在AVL的帮助下建设发动机实验室,最多时同时拥有49座发动机实验室,仅发动机实验室的总投资就超过3亿元(当时的价格)。20年来,它们承担了各种机型的燃烧学验证、耐久性、可靠性、动力性等不同类别的实验,长期处于24小时运转状态。正是在这些实验室的支撑下,奇瑞的发动机技术才得以积累,从搬运别人的二手生产线,进化到自主研发国际水平的第三代TGDI发动机。推出10年100万公里的保用政策,就是这些技术积累的外在表现,这种自信源于实力,没有强大技术储备的车企,是断然不敢昭告天下的。 

大设计 | 只有丰田和奇瑞达到的41%热效率,其实都被伪行家误导了(图4)

【奇瑞TGDI发动机的先进工厂,零部件均由数控机床生产,仅组装线有少量熟练技师】

 
因此,关于发动机燃烧效率的数字之争可以休矣。热效率的差异源自燃烧原理的不同,为不同类型的动力系统服务,并非为了争一个数字的高低。那些刻意只说一个数值便开始批判的键盘侠,应该多去学习一些物理常识。而若是自信心不足,也可以放眼看一看中国的其他硬核科技领域,电磁弹射、量子卫星、嫦娥四号、5G、高铁、磁悬浮这些方面,中国都已经处于世界领先地位。
奇瑞潜心钻研发动机技术22年,背靠着中国这个巨大的市场和混合动力车型的潜在需求,深挖汽油机潜力,以数十万小时试验的经验积累造出两款高效率发动机,完全是水到渠成之举,没有什么可意外的。如果因为其他同行的不作为而对奇瑞产生质疑或否定,实在是难以理解的逻辑。

 - End -
奇瑞研发故事目录:
一、我算了算,你使出吃奶的劲儿,也只能开出这台奇瑞发动机极限的1/65
二、奇瑞1.6TGDI明星发动机为什么省油?这7个手段都听得懂
三、只有丰田和奇瑞达到的41%热效率,其实都被伪行家误导了
四、看懂发动机数字的猫腻后,我可以证明奇瑞真的“不会营销”
五、汽车核心技术“三大件”做好了之后,奇瑞开始打造车上的“第四大件”
六、平均每天撞一辆车,奇瑞每年烧钱2.7亿,撞出来一个安全性的好口碑
七、肉眼看不见的风险更要重视,藏在车内空气里的核心科技
八、当别人为国6标准撞墙的时候,奇瑞已经在迎接下一代排放标准了
九、为什么奇瑞发动机都被盖得那么严实?正确答案终于来了
十、奇瑞尹总口中经常提到的“V字型研发体系”,究竟是在说什么?






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