本文作者:新车测评

混动车型为什么需要“全域专混”,混动专用发动机又是什么?

新车测评 2024-03-16

知道你们喜欢看参数,其中1.5T混动专用发动机的额定功率是110kW,最大扭矩是220N·m,热效率高达44.28%;自然吸气版本的1.5L发动机也是用于混动,额定功率为72kW,最大扭矩是125N·m,量产热效率可达到43.31%。

在技术层面上,长安这次发布的发动机也用上了许多的行业首次。

首先,发动机并没有用到GPF颗粒捕捉器,也能够满足国六b-RDE的排放。世界上两个地方的排放标准是最严苛的,一个是欧洲,另外一个就是我国。这个颗粒捕捉器就像是一个“垃圾收集器”,尾气排出到大气之前,颗粒捕捉器会再次收集尾气中的垃圾,以达到洁净尾气的目的。但是这个颗粒捕捉器有个缺点,它会让废气排放不顺畅,严重时甚至会堵塞,导致发动机的功率下降,甚至异常,此前大众就吃过了这个亏。长安此次能够舍弃颗粒捕捉器,可见这几个机器在燃烧部分下了非常大的努力,尽量让气体燃烧充分,不让有害气体排出车外。

​如何让汽油燃烧更加充分,从而榨干每一滴汽油的能量呢?长安这次率先使用了500Bar缸内直喷系统。

500bar燃油喷射系统

目前的行业主流是350bar,那么350Bar到底是多大呢?1bar是1.01972kgf/cm2(千克力/厘米2),那350bar就是在一个指甲盖大小的面积上踩上一头350公斤的小牛,所以500bar就相当于占了一头500公斤的公牛。bar数越大,汽油的雾化就会越好,雾化越好,燃烧更充分。

 

其他方面,采用了最先进的150mj高能点火,更高的点火能量可以让电火花更加稳定和持久,通常配合低压EGR使用,能改善燃烧不稳定,EGR可降低氮氧化物排放,改善燃油经济性 。此外,该发动机还拥有非常恐怖的行程缸径比,高达1.45!所以压缩比达到了16:1超高压缩比(增压直喷机型:15:1)。

 

当然,这类混动专用发动机还有非常多先进的技术,这次长安发布会时间有限,关于低摩擦、热管理等部分都未能提及,接下来,我们看看一个“混动专用发动机”都需要具有什么技术点。

 

为什么需要混动专用?

无独有偶,瑶光CD-M上市发布会上,我们看到了奇瑞星途提出了“全域专混”概念,混合动力专用平台、变速箱、发动机、电池等四大部分,研发之初就是为了混合动力,并不是过去的修修补补。

为什么需要全域专混,我们要讲一下整个混合动力的发展历程。

 

第一代的特征是油改电,续航多数低于50km,油耗高、体验差、可靠性差,经常趴窝;它们的特征是简单粗暴地在发动机和变速箱之间加一个P2电机,虽然有电机,但本质上还是得靠发动机。

第二代的特征是以油为主,可靠性得到大幅提升,油耗进一步降低,但是噪音和续航还不能解决;比如说我们看到的初代I-MMD和THS2.0,电池基本都是一度电左右,思考原点还是以油为主,电机在这里的作用是让发动机尽可能维持在高效区间运转,类似于“削峰填谷”。

第三代的特征是以电为主,续航能力及能耗取得突破,多数采用单挡技术,但依然存在高速油耗高、易失速,智能化不足等问题;比如说DM-i,在i-MMD基础上加一个大电池,再把驱动电机的功率增加一些,让车辆在中低速时候更加趋向电车,但是高速失速的问题依然存在。

第四代的特征是全域专混。比如说我们现在看到的奇瑞CD-M,专用的发动机热效率有一个更加的突破;多挡DHT变速箱更加有利于高速行驶;专用M3P电池解决磷酸铁锂和三元锂电池先天不足,低温性能更好、能量密度更高;专用的架构,可以让电池、油箱全部框在车身中部,避免尾部碰撞时出现危险。

 

混动专用发动机需要什么技术?

作为一个省油的发动机,我们听得最多的是“阿特金森循环”和“米勒循环”,甚至到后来你还会听到细分的“深度米勒循环”,其实主要的原理就是让膨胀比大于压缩比,通过控制进气门提前关闭,从而做到“做得多,吃得少”,顺便带一句,市面上的阿特金森循环都不是真正意义的阿特金森,本质是“米勒循环”,只是运用电控实现了阿特金森循环“效果”。一般来讲,目前要站在中国混动专用发动机第一梯队,压缩比起码要到达15-16,热效率起码达到43%以上才有资格跟人家讲讲你的技术了。

米勒循环只是一个基础,但还不能成为一个专用的混动发动机。

混合动力专用发动机会拥有大量的技术为热效率服务,比如说我们刚提到的深度米勒循环,通过制造更大气门关闭时刻角度(IVC),来制造更大的膨胀比、压缩比比例。据了解,深度米勒循环能够比常规循环热效率提升1.5%左右。

低压EGR

低压EGR也是混动专用发动机常见零件,一般会搭载高能点火一起使用,比如长安和奇瑞都是采用低压EGR(低压EGR不同的厂家拥有不同的前序名字,比如全域耦合、宽域冷却……)。催前取气的低压EGR可以拥有更高的EGR率,奇瑞的数据大概能达到25%-27%,用人话讲就是进更多的废气,同时可以降低燃烧温度,损失的热量更少,做工更多,而且还不容易爆震。相比起涡后取气的高压EGR,节省燃油0.5~1%,总体热效率提升1.5% 。

高压燃油喷射与全可变机油泵

高压燃油喷射相信大家都听得很多,前面已经提及到了,这里我就不再详细展开说。相信随着长安的500bar直喷系统的国内率先搭载使用,以后的国内混动专用发动机一定会越来越常见。

顺带一提油泵,由于混动车型发动机的工作模式跟以往常规汽油车发动机的运行模式很不一样,一般来讲,我们可以看到二级可变和全可变两种机油泵,全可变排量机油泵更接近按需供油,油压低,机油泵消耗的机械功少,附加损失功少,输出更高的有效功率,降低发动机机械损失,提高发动机机械效率。

高滚流比气道

有了高压燃油喷射,当然就少不了高滚流比气道。滚流比是指燃烧室内滚动的混合气转动速率和发动机的转速的比率,数值越大说明缸内气流动能越大,混合气燃烧越充分。想要一个高的滚流比涉及到的因素可能会比较多,比如说进气道的设计、活塞顶部设计、缸盖设计等等。

 

涡轮增压

涡轮是节能增效中非常重要的一环,绝大部分的混动专用发动机的涡轮增压器都已经是电子涡轮,拥有低惯量、响应快,电子执行更加精准。关于这种混动的涡轮增压器,皓瀚.马赫电混DH-i也提出了一个混动专用VGT(可变截面涡轮增压)技术的概念,大概意思就是这种几何可变截面涡轮更加适合混合动力车型,更加节能高效之类的。

智能热管理

同样是基于混合动力专用发动机的工作特性,一时停止一时工作,而且工作的转速相对平稳,所以一般会采用电子水泵来取代机械水泵,全电子水泵转速与发动机转速解耦,实现按需供水,比如发动机冷启动的时候,可以降低水流快速热机,降低摩擦。

 

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作者:新车测评本文地址:https://nnxinche.com/chepin/38629.html发布于 2024-03-16
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