[汽車之家 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)] 去年年底圣誕節(jié)前，豐田帶來了熱效率達(dá)到41%的2ZR-FXE發(fā)動(dòng)機(jī)，一舉刷新了由它自己保持的熱效率最高量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的記錄。當(dāng)國際車企輪番刷新記錄的同時(shí)，中國品牌也在進(jìn)行著追趕。最近，奇瑞宣布要在瑞虎7上搭載一款代號(hào)為SQRE4T15B（下文簡(jiǎn)稱E4T15B）的4缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其熱效率超過37%，成為了中國品牌發(fā)動(dòng)機(jī)中熱效率的冠軍。那么，奇瑞是怎么做到的呢？
■ 熱效率高了有什么好？
我們都知道，發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可以概括為通過燃燒化學(xué)燃料，產(chǎn)生高溫高壓來推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)做功。不過在這個(gè)做功的過程中，熱能的損失是無法避免的，它也是效率降低的因素之一。目前大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，只有一半都不到的燃料能被真正地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能被加以利用，這個(gè)轉(zhuǎn)化的比值也就是我們常說的熱效率。其實(shí)對(duì)于我們普通消費(fèi)者而言，可以理解為同等排量下這個(gè)比值越高發(fā)動(dòng)機(jī)越有勁，同時(shí)油耗、排放更低。以目前世界范圍內(nèi)量產(chǎn)最高熱效率的豐田A25A-FKS為例，從數(shù)據(jù)上看，盡管扭矩數(shù)值上豐田這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)略低于馬自達(dá)SKYACTIV創(chuàng)馳藍(lán)天系列發(fā)動(dòng)機(jī)，不過功率上領(lǐng)先則極為明顯。此外，僅從數(shù)值上對(duì)比，豐田這臺(tái)2.5L 四缸發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)比多年前寶馬、奔馳類似排量發(fā)動(dòng)機(jī)更加優(yōu)秀。
| 2.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)對(duì)比 | |||
| 品牌 | 豐田 Dynamic Force Engine |
馬自達(dá) SKYACTIV |
日產(chǎn) QR25DE |
| 排量（ml） | - | 2488 | 2488 |
| 最大功率（Ps） | 205 | 192 | 186 |
| 最大扭矩（N·m） | 250 | 252 | 229 |
| 搭載車型 | 美版全新凱美瑞及歐版相應(yīng)車型 | 阿特茲、CX-5等 | 樓蘭、天籟、西瑪等 |
知道了熱效率提升帶來的好處后，讓我們看看奇瑞是怎樣做到37.1%的熱效率吧。首先，這臺(tái)代號(hào)為E4T15B的發(fā)動(dòng)機(jī)是基于目前已經(jīng)搭載在瑞虎7上市的，代號(hào)E4T15的1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)加以改進(jìn)而來。工程師優(yōu)化的方法簡(jiǎn)單說可以總結(jié)為三方面，即改善燃燒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、降低摩擦三類。
■ 優(yōu)化燃燒系統(tǒng)
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和空氣、汽油混合效果不無關(guān)系，因此改善燃燒系統(tǒng)實(shí)際上包括了對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)、汽油噴射兩方面加以優(yōu)化。對(duì)于進(jìn)氣控制方面，奇瑞與供應(yīng)商霍尼韋爾一起優(yōu)化了渦輪增壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
由于采用了低慣量渦輪增壓器，因此E4T15B發(fā)動(dòng)機(jī)的峰值扭矩相比E4T15發(fā)動(dòng)機(jī)有所前移，扭矩輸出平臺(tái)從此前的2000rpm-4000rpm，變?yōu)?750rpm-4000rpm。
經(jīng)過優(yōu)化的渦輪增壓器不僅摩擦阻力降低，減少了能量損耗，重新設(shè)計(jì)的葉片還使得渦輪增壓器效率得以提升。因此，它能夠幫助發(fā)動(dòng)機(jī)吸進(jìn)更多新鮮空氣，也就是提高每個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣量。此外通過控制正時(shí)系統(tǒng)，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)還能在低轉(zhuǎn)速區(qū)間通過“掃氣”降低燃燒室溫度、抑制爆震等情況。
在燃油噴射方面，E4T15B發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴增加了一倍油孔，汽油霧化效果更優(yōu)秀。值得一提的是目前這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)仍采用歧管噴射，未來奇瑞第三代發(fā)動(dòng)機(jī)使用缸內(nèi)直噴技術(shù)后，油氣混合效果將更加優(yōu)秀，熱效率也還有繼續(xù)提升的空間。
■ 改善冷卻系統(tǒng)
對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)而言，能否保證合理的進(jìn)氣溫度是影響燃效的重要原因，對(duì)渦輪增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)而言，進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)更是重中之重。工程師在這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上，將此前的風(fēng)冷式中冷器替換為水冷式中冷器，并采用了集成在進(jìn)氣歧管上的設(shè)計(jì)。
水冷式中冷器的交換介質(zhì)是液體，相比風(fēng)冷式中冷器里的空氣比熱容更高，因此換熱性能更優(yōu)秀。反映到實(shí)際中，便是對(duì)溫度控制效果更好。另一方面，E4T15B發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了電子水泵，這樣其對(duì)于冷卻液流量控制更加精確，使得進(jìn)氣溫度更穩(wěn)定，也有利于提高熱效率。
略感遺憾的是，此次活動(dòng)中奇瑞除了展示渦輪增壓器軸承降低摩擦方面的優(yōu)化外，對(duì)這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)其他降低摩擦技術(shù)并未給出更多詳細(xì)信息，相關(guān)資料將在1個(gè)月后舉行的上海車展上加以公開。
全文總結(jié)：
隨著中國品牌與國際知名供應(yīng)商合作的不斷加深，發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)曾經(jīng)的短板正在逐漸被補(bǔ)齊。在產(chǎn)品穩(wěn)定性逐步趕上國際主流水平的同時(shí)，現(xiàn)在開始了全新技術(shù)方面的追趕。奇瑞正是通過與博世、法雷奧、霍尼韋爾的合作研發(fā)，使用降低摩擦、優(yōu)化燃燒、冷卻系統(tǒng)的方法，將發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率提升至37.1%。目前這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)公布的資料仍舊十分有限，官方表示將在4月份召開的上海車展上帶來更多詳細(xì)信息，我們也將對(duì)其繼續(xù)保持關(guān)注。（文/圖 汽車之家 唐朝）