混動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能的精髓,就是盡可能讓引擎在經(jīng)濟(jì)區(qū)間工作,剩余驅(qū)動(dòng)時(shí)間由電機(jī)來做補(bǔ)充。所以引擎的經(jīng)濟(jì)區(qū)間越廣,整個(gè)系統(tǒng)就越節(jié)能。
如何判斷引擎的經(jīng)濟(jì)區(qū)間呢?要看引擎的比油耗,也叫燃油消耗率(Brake Specific Fuel Consumption),它指的是引擎每小時(shí)輸出1千瓦所需的燃油的質(zhì)量,以克為單位。數(shù)值越小,引擎的熱效率就越高。
看下圖,紅色部分,就是引擎熱效率最高的區(qū)間,往外依次遞減,工程師要做的就是讓中間的經(jīng)濟(jì)區(qū)域盡可能更廣:
關(guān)于熱效率的計(jì)算有一套公式:
柴油機(jī)的熱效率= 1 /(BSFC×0.0119531)
汽油機(jī)的熱效率= 1 /(BSFC×0.0122225)
以豐田1.8L混動(dòng)引擎為例,可以看出,在極低的扭矩和轉(zhuǎn)速下,這款引擎依然能夠保證30%以上的熱效率:
雖然經(jīng)濟(jì)區(qū)間廣闊,但離開了電機(jī)的輔助,這款引擎可以說慘不忍睹,動(dòng)力很小,只有99馬力,而且低扭不足。為什么會(huì)這樣?
因?yàn)樨S田這款引擎為了提升熱效率,采用了阿特金森循環(huán)。內(nèi)燃機(jī)有四個(gè)沖程,分別是進(jìn)氣、壓縮、做工、排氣。阿特金森循環(huán)指的是活塞的壓縮行程小于做工行程。也就是說,相同質(zhì)量的空氣,在膨脹的過程中,體積比壓縮之前更大了,做工的時(shí)間大于壓縮的時(shí)間,燃燒就更充分。
不過阿特金森循環(huán)需要復(fù)雜的活塞連桿來實(shí)現(xiàn),技術(shù)要求高,成本難控制,如今的引擎都是通過推遲壓縮沖程的進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間(進(jìn)氣反流)來變相實(shí)現(xiàn)這一個(gè)目標(biāo)——這就是米勒循環(huán)
米勒循環(huán)的燃燒更充分,但由于在壓縮行程中會(huì)排出部分混合氣,在低轉(zhuǎn)區(qū)間,本身混合氣就較少,于是釋放的能量相應(yīng)更少,于是出現(xiàn)低扭不足。而由于做功行程變長(zhǎng),也不利于引擎提升轉(zhuǎn)速。
所以這是個(gè)兩難選擇,如果要經(jīng)濟(jì),動(dòng)力就會(huì)弱,不過對(duì)于混動(dòng)系統(tǒng)來說,有了電機(jī)的輔助驅(qū)動(dòng),很好地彌補(bǔ)了這一缺陷,就沒有這個(gè)顧慮了。
文|休不眠
圖|網(wǎng)絡(luò)
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