包括燃油車、油混車、插混車、增程車在內(nèi),發(fā)動機都是影響整車價值的核心要素,特別是在進入新能源時代后,發(fā)動機新技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用有了方向性改變。本期我們就來看看,如今的新車究竟要有哪些發(fā)動機新技術(shù)才算合格。
●超高壓缸內(nèi)直噴
▲代表機型:長安新藍鯨1.5T、阿維塔昆侖1.5T增程器、大眾EA888 2.0TSI evo5
上世紀至今,乘用車的發(fā)動機供油方式經(jīng)歷了從化油器,到歧管電噴,再到缸內(nèi)直噴的三階段發(fā)展,這種技術(shù)革新讓供油量和供油時機越來越精準,同時,燃油霧化效果也越來越好,這是實現(xiàn)高效燃燒的重要因素。
目前,市面上主流汽油發(fā)動機都采用的350bar噴射壓力的缸內(nèi)直噴系統(tǒng),不過長安最新版的新藍鯨1.5T發(fā)動機已經(jīng)升級為500Bar直噴(德爾福),同理,阿維塔系列、深藍系列最新車型使用的1.54T增程器也是500Bar直噴。除此之外,在大眾途昂Pro、奧迪A5L(即將上市)上使用的第五代EA888 2.0T發(fā)動機也從350Bar升級為500Bar直噴。
缸內(nèi)直噴
另外值得一提的是,長安馬自達之前還推出過昂克賽拉和CX-30的壓燃版,該車使用的e-SKYACTIV X 2.0L發(fā)動機應(yīng)用了SPCCI 火花點火控制壓燃點火技術(shù),其在壓燃模式下可以做到16.3:1的驚人壓縮比(海外版),為此,其10孔直噴系統(tǒng)的供油壓力則提高到了700Bar。
500Bar直噴單元
最后,除了上述三種供油方式外,部分廠商的發(fā)動機還應(yīng)用了歧管電噴+缸內(nèi)直噴的混合噴射系統(tǒng),包括豐田M20、大眾EA888、日產(chǎn)VC-T發(fā)動機的部分型號。這種雙重供油方式在低負載工況下使用歧管電噴,高負載工況使用缸內(nèi)直噴,在動力輸出、積碳控制、燃燒效率、顆粒物排放等多個層面都能取得更好的平衡。
歧管電噴+缸內(nèi)直噴
當然,新能源時代很多發(fā)動機都不需要像油車那樣兼顧多種復(fù)雜的工況,供油系統(tǒng)只需要考慮穩(wěn)定轉(zhuǎn)速/負載下的高效運行,所以一般只會根據(jù)需求選擇歧管電噴或缸內(nèi)直噴一種供油方式,混合噴射的意義不太大。
●深度米勒循環(huán)+VGT渦輪
▲代表機型:比亞迪DM 1.5T、長城Hi4 1.5T
傳統(tǒng)油車的發(fā)動機為了兼顧全速域的穩(wěn)定輸出,一般都采用奧托循環(huán)(壓縮比=膨脹比),而如今的混動專用發(fā)動機則都開始通過可變氣門正時系統(tǒng)實現(xiàn)深度米勒循環(huán),可以讓膨脹比大于壓縮比從而最大限度利用汽油燃燒產(chǎn)生的動能。
以比亞迪DM5.0上使用的1.5T混動專用發(fā)動機為例,在將缸徑縮小到72mm后(老版是76mm),其膨脹比達到了14:1,搭配VGT可變幾何截面渦輪增壓器,其最高熱效率達到了45.3%,在“帶T”引擎中屬于拔尖水平。
深度米勒循環(huán)
需要注意的是,“帶T”的混動專用發(fā)動機都通過進氣門早關(guān)提前切斷進氣供應(yīng),讓2/3的混合油氣,做3/3的功。且一般都是VGT渦輪,在不同轉(zhuǎn)速下都可以通過改變V/R值來實現(xiàn)對進氣量的精準控制。
VGT渦輪
除此之外,VGT渦輪讓進氣歧管產(chǎn)生穩(wěn)定的高壓,也能有效解決氣門早關(guān)產(chǎn)生的燃燒室負壓,從而減少進氣沖程活塞下行運動產(chǎn)生的泵氣損失。
●阿特金森循環(huán)+高滾流比進氣道
▲代表機型:吉利雷神EM-i 1.5L、奇瑞鯤鵬動力1.5T
自吸發(fā)動機則通常通過進氣門晚關(guān),將進入燃燒室的空氣再推出去一部分,同樣能達到“少燒油,多做功”的效果,我們通常稱其為阿特金森循環(huán)(模擬)。
因為渦輪增壓發(fā)動機會在進氣歧管形成高壓,這導致壓縮沖程氣門晚關(guān)時,燃燒室內(nèi)的空氣沒法吐出去,所以只能用自吸。也正是因為如此,阿特金森循環(huán)的自吸發(fā)動機低轉(zhuǎn)速吸力很差(本來吸得就少,還吐出去一部分),功率普遍很低,而且最佳燃燒效率區(qū)間很狹窄,高轉(zhuǎn)速也很難拉的上去。
以吉利雷神EM-i超級電混為例,該系列使用的1.5L發(fā)動機就通過氣門早關(guān)實現(xiàn)阿特金森循環(huán),其最高熱效率達到了46.5%,是目前同類中的最高水準之一。
除此之外,該發(fā)動機還應(yīng)用了“馭風-火龍卷”燃燒系統(tǒng),其中,進氣歧管采用“鴨嘴”式大傾角設(shè)計、進氣口采用Mask導氣結(jié)構(gòu),活塞頂為氣流設(shè)計,在進氣沖程可以形成高效湍流,讓汽油和空氣更高效混合,最大限度提高燃燒效率。
目前,采用類似設(shè)計的高滾流比進氣設(shè)計,能讓整機滾流比提高到3.0以上,奇瑞那臺第五代1.5TGDI發(fā)動機更是達到了3.8,最新版鯤鵬天擎混動發(fā)動機更是將滾流比做到了4以上。