现代新型发动机的热效率有望达到50%

2013-02-12 行业资讯 @Y_Lee

　　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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