现代新型发动机的热效率有望达到50%

在国际汽车动力总成峰会上,现代汽车公开展示了自己最新的Smart Stream系列发动机,称该发动机的热效率有望达到50%。

这个消息引起了业内外关注,因为前段时间丰田公开宣布自己的新型汽油发动机最大热效率为40%,和柴油机相当,可以说创下了当时量产型汽车用汽油发动机的世界最高纪录。而今天,现代的发动机可能要大幅超越这个数值,怎么能不让人激动呢?

汽油发动机热效率达到50%是什么概念?一般来说,热效率是指发动机输出的机械功和燃烧燃油产生的化学能量的比例。汽油机大概在20-30%之间,柴油机因为压缩比高,空燃比更大以及点燃方式为直接压燃,因此比汽油机更高些,通常在40%左右。

新款丰田普锐斯上配备的1.8L自然吸气发动机热效率高于以前的同型号机型,比原来的38.5%提高了1.5个百分点,达到了40%,这已经是个很了不起的成绩。而在今年法兰克福车展上,奔驰推出了Project ONE超跑,据说该车型上搭载的1.6T发动机热效率已经超过40%。

目前现代的新型发动机热效率是否能达到50%,这一点还不能确定,但在外界看来,至少这款机型的热效率不会很差,超过丰田或者奔驰成为新的世界纪录刷新者也有可能。

技术细节方面,现代没有向外界透露太多,不过根据过去丰田发布的一些资料,我们倒是也能推断出一些信息。


热效率的提高是一个系统工程,绝不是单一提高某方面就能实现,而是需要多种技术相互配合才行。比如丰田在自家高燃效汽油发动机中就做了这些努力:

1)提高EGR(废气再循环率)

将废气冷却再循环可以有效提高发动机的热效率,同时降低氮氧化物的排放。为了提高发动机的EGR,丰田将气缸内的滚流比从之前的0.8提高到了2.8,随之带来的是更高的燃烧速度。这台发动机的EGR从一开始的21%提高到了28%。

滚流比的提高当然也需要某些手段,丰田的做法是优化进气口的造型,使得进气口形成垂直方向的涡流。根据丰田提供的数据,在2000转速时的压缩行程中,气缸内部气体的平均湍流速度从过去的2.5米/秒,提高到了现在的3.4米/秒。

2)改变活塞表面形状

想提高热效率,也需要对气缸内气体的流动做合适的控制。为了使得活塞对气缸内气体的扰动效果更好,丰田把发动机活塞表面的浅坑直径缩小了一些。不过这又会造成了点火困难的问题,为此,火花塞的点火能量从35mJ提高到了100mJ。

为了配合高滚流燃烧室设计,高压直喷喷油嘴采用了侧置布置,使汽油能与进气气流更好的混合,此外,丰田还通过缩小喷射角度来避免汽油束喷射到气缸壁上造成浪费。

经过一系列努力,丰田把新机型的热效率做到了40%,这使得同等排量下,丰田的发动机更加省油,而动力性也得到了一定保证。

当然,以上这些是否也用在了现代的那款发动机中,我们还说不好,但能肯定,想实现高热效率需要一定的技术积累才能实现,而且如果想把这样的发动机投入量产,对成本的控制也是非常严格的。

 
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