汽車系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率是什么

（文章來源：智電汽車）

相信很多人買車，一般都會(huì)考慮其發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力水平，看峰值扭矩，看最大功率，看百公里加速，而近年來在廠家的宣傳中，關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的介紹有多了一個(gè)新指標(biāo)——熱效率。什么叫發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率？我們都知道，發(fā)動(dòng)機(jī)是將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)?u>機(jī)械能的機(jī)器，在轉(zhuǎn)換的過程中不可能完全轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，其中會(huì)有損耗。而剩下的這些有效的熱能與單位時(shí)間的燃料燃燒產(chǎn)生的熱能的比值，就稱之為“熱效率”。

而隨著汽車排放相關(guān)法律法規(guī)逐漸加嚴(yán)，既要降低排量，又要穩(wěn)住動(dòng)力，因此很多廠商都在發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率方做加法，更高的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率既可以保證動(dòng)力不消減，同時(shí)也可使其燃油能更加充分利用，從而油耗降低，且還可降低有害氣體的排出。

說到發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，豐田自然是跑不掉。在最新一代凱美瑞雙擎上搭載的那臺(tái)2.5L Dynamic Force Engine混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮比達(dá)到了媲美F1的14:1，更是實(shí)現(xiàn)了高達(dá)41%的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，也成為目前量產(chǎn)車型中搭載的最高熱效率發(fā)動(dòng)機(jī)。長(zhǎng)期以來，豐田的表現(xiàn)在日本本土地區(qū)就非常強(qiáng)勢(shì)，在全球也非常強(qiáng)勢(shì)。豐田所使用THS混動(dòng)技術(shù)由于專利保護(hù)，其余廠家在研發(fā)時(shí)很難將其繞過，而同為日企的本田，通過不斷研發(fā)，最終來發(fā)出媲美THS的i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)。

而在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，本田也被國(guó)人稱之為“技術(shù)宅男”。地球夢(mèng)發(fā)動(dòng)機(jī)，甚至旗下的車型在民間有俗話“買發(fā)動(dòng)機(jī)送的一輛車”，可以說是真香了。而在熱效率方面，本田在2018年推出的雅閣混合動(dòng)力2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了40.6%的最高熱效率，但是與凱美瑞的41%還有部分差距。本田自然是不甘心一直被豐田騎在頭上，風(fēng)頭不能都讓豐田占盡，否則身為發(fā)動(dòng)機(jī)“技術(shù)宅男”的本田面子何在？

對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)而言，目前全球汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率平均值在38%左右，之后再每提升1%，對(duì)工程師來說都是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，也都能看作是“劃時(shí)代”的創(chuàng)舉。豐田把發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率做到了41%，對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)下的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，基本就是極限了。能夠再次突破壁壘，達(dá)到前所未有的47%熱效率，與本田F1技術(shù)的平民化離不開關(guān)系。本田計(jì)劃采用F1賽車中廣泛采用的預(yù)燃室技術(shù)來實(shí)現(xiàn)超稀薄混合氣燃燒，將發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率提升到47.2％，并且預(yù)計(jì)將在2020年實(shí)現(xiàn)商用。

這又得講一下超稀薄混合氣。在大部分情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比會(huì)在13-15之間徘徊，相比于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)接近理論空燃比的混合氣，超稀薄混合氣的空燃比可能會(huì)超過30，在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)點(diǎn)火溫度和燃燒溫度會(huì)降低，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失，自然提高了熱效率。

但是問題又來了。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用超稀薄燃燒的時(shí)候，混合氣體將會(huì)難以點(diǎn)燃并且難以穩(wěn)定地燃燒，這對(duì)于汽車而言十分不利。要不怎么說本田是技術(shù)宅男呢？它鼓搗出了上文所說的預(yù)燃燒室，在工作狀態(tài)下，預(yù)燃室內(nèi)的混合氣先被點(diǎn)燃，火焰從小孔中射入氣缸，使得氣缸內(nèi)的超稀薄混合氣快速燃燒。采用預(yù)燃室技術(shù)，本田能夠?qū)崿F(xiàn)空燃比接近40的超稀薄混合氣穩(wěn)定燃燒，從而熱效率大幅提高。

簡(jiǎn)單的說，火花塞里面蹦出的火花不足以點(diǎn)燃超稀薄混合氣體，本田就用從預(yù)燃燒室的明火引燃。當(dāng)然，可能有人會(huì)疑問，多一個(gè)燃燒室是不是油耗要升高了？其實(shí)不然，預(yù)燃室的體積很小，對(duì)于整體的整體油耗幾乎沒有影響。

豐田從38%提升到41%是一次技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的大升級(jí)，而本田直接提升到47%，可以說是人類在普通發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的又一次突破。如果真的能按照現(xiàn)在所說的一樣量產(chǎn)那意味著本田下一代的發(fā)動(dòng)機(jī)在保持同等動(dòng)力水平的條件下，油耗還可以再降低，那就真的本田大法好了。