導語:目前主流發動機熱效率大約在35%的水平,已經量產的能超過40%也僅有豐田、本田。但比亞迪的驍雲-插混專用1.5L高效量產發動機,直接將熱效率提到了全球最高的43%。
張軍智 | 文
如果說特斯拉是當今全球最受矚目的汽車公司,那麼今年中國最受關注的汽車公司,我覺得應該算是比亞迪。在中興、華為等科技龍頭企業頻頻受到美國打壓,國人從內心裡渴望有一家中國企業能挺身而出,證明中國企業可以做到不受制於人、且能掌握領先的核心科技之時,比亞迪的表現,承接住了國人的期望。
多年來一直埋頭苦幹的的比亞迪,今年可以說碩果纍纍,先是發布了兼具安全與高能量密度的刀片電池,又在特斯拉Model 3所向披靡之際,推出了在續航裡程、安全性、風阻係數、以及外觀內飾等方面足以抗衡Model 3 的比亞迪「漢」。
這些產品,既叫好又叫座。比如刀片電池,用比亞迪的說法「幾乎你能想到的所有汽車品牌,都在和我們探討基於刀片電池技術的合作方案。」;比亞迪「漢」一推出,就收到了3萬多輛訂單,在過去兩個多月時間裡,比亞迪已經交付了其中1.8萬多輛;即使豐田、奔馳這樣的汽車巨頭如今也搶著跟比亞迪合作……而在11月7日,比亞迪又帶來了一款全球熱效率最高的量產汽油發動機:驍雲-插混專用1.5L發動機。這在中國的發動機研發歷史中,堪稱是裡程碑式的一件大事。
動力,永遠是汽車的核心,當今世界汽車行業日新月異,動力卻依舊是永恆的話題,縱觀世界一流汽車廠商,每家都擁有強大的發動機技術。但中國汽車的發動機技術一直非常薄弱,近年來崛起的一些國產車企,早年其實都是依賴日本三菱提供的發動機才得以進行整車生產。而且如果沒有三菱的發動機做為原型,如今我們也可能看不到大多數的國產發動機,以至於有個說法「三菱才是中國汽車產業之父」。
中國汽車發動機技術實現質的提升,都是最近三年內的事情。先是2017年奇瑞推出了熱效率達到37.1%的1.5T發動機,轟動一時;2019年,長安汽車推出的藍鯨NE發動機又達到了一個新的高度,熱效率提升到了40%;最近,長城公布其4N20發動機熱效率也達到了38.8%。但這一次,比亞迪更「狠」,其驍雲-插混專用1.5L高效量產發動機,直接將熱效率提到了全球最高的43%。
43%的熱效率,有多驚人?目前主流發動機熱效率大約在35%的水平,已經量產的能超過40%也僅有豐田、本田。國內目前數據層面熱效率最高的發動機是廣汽的2.0ATK混合動力發動機(42.1%),但這款發動機還未量產。
所謂熱效率,又稱「發動機有效效率」。是指發動機有效功率的熱當量與單位時間所消耗燃料的含熱量的比值,也即是燃料中有多大的比例被有效利用,通常用以評定發動機的經濟性。打個比方,熱效率越高的發動機,相當於是吃得少,反而跑得遠的一匹好馬。當然,43%是驍雲1.5L發動機的最高熱效率,但據比亞迪方面透露,這臺發動機在大多數工況下也能達到40%以上的水平。如果這些數據都能在現實中得以落實,這絕對算是國內外第一流的了。
我們再看這款發動機的具體參數,驍雲1.5L發動機為四缸自然吸氣阿特金森發動機,壓縮比高達15.5,最大功率81kW(110Ps),峰值扭矩135Nm。從數據上看,其並沒有過分追求性能表現,而是注重燃油經濟性,所以未來應該適配的是經濟型汽車。有消息稱,20日開幕的廣州車展上,比亞迪推出的秦PLUS就會搭載這款發動機。比亞迪官方稱,這款發動機虧電狀態下油耗也能達到4L/100km以內,且滿足國六B排放標準。
值得關注的是,這款發動機的壓縮比是非常大的,通常四衝程汽油發動機壓縮比都在8-11之間,但驍雲1.5L發動機卻達到了15.5。內燃機的壓縮比越高,混合氣燃燒熱能轉化為動能的效率就會越高,但單純地提升壓縮比則會導致爆震和早燃等問題。那麼比亞迪是如何解決爆震和早燃的問題?
答案是,比亞迪插電式混合動力專用高效發動機設計了「阿特金森循環+高滾流氣道+超高壓縮比+冷卻EGR技術」的先進燃燒系統。其採用冷卻EGR技術稀釋缸內混合氣降低燃燒溫度,設計高滾流氣道提高缸內混合氣燃燒速度,以此來抑制發動機爆震和早燃傾向。除此之外,比亞迪首次啟用了發動機分體冷卻技術,通過對缸蓋和缸體的溫度控制,按需為缸蓋和缸體精準提供冷卻,使缸蓋和缸體都能處在最佳工作溫度,提升了發動機效率,冷啟動暖機過程縮短15%-20%的時間。
另外在細節的處理上,比亞迪也下了很大功夫。比如為了減少發動機運轉時的摩擦損耗,比亞迪採用了諸多輕量化的設計,或是增加潤滑效果。這臺發動機可以使用0W-20低粘度機油,從而可以降低發動機各運動部件之間的摩擦損耗,更小的曲軸直徑設計,進一步減小了曲軸與缸體軸座之間的摩擦接觸面積,降低摩擦損失。
整體而言,這臺發動的誕生對中國的新能源汽車行業,乃至燃油車行業,都是一件裡程碑意義上事件:中國的發動機技術第一次做到了國際領先。或許對於筆者這樣的評價,有人會認為過高,畢竟這款發動機還沒有真正接受市場的考驗。但如果了解比亞迪的發展歷程,我們就知道這是一個很靠譜的公司。
25年前,比亞迪從20多個人起家做電池,用了八年時間,就將一個小作坊打造成世界最大的手機電池生產商;接著又用了不到三年時間,跨界進入燃油車並躋身國產燃油車企前列;十幾年前布局電動汽車,又掌控了動力電池、IGBT晶片、電機、軟體控制等核心的關鍵技術,是全球唯一掌握電動車全產業鏈技術的公司;除此之外其還有僅次於富士康的手機代工、手機零部件製造、出口歐美的精密模具製造等等業務。這一次,我們應該也有理由相信,比亞迪驍雲-插混專用1.5L發動機的未來性能表現。