最近这段时间“热效率”这个词再一次火热起来,而起因则是自主品牌。比亚迪、广汽等厂商接连宣称打造出超越42%最高热效率的发动机。这不禁让人思考,短短几年时间,我们已然超越了德系、日系等国际大厂了么?
再接下来的问题就是,“热效率”究竟是什么东西,其中的水分有多大,我们又应该如何看待呢?
所谓热效率说的是内燃机将热能转换为机械能的比值,所有内燃机都是燃烧燃料,把化学能转换为热能,之后再通过活塞、连杆、曲轴等部件把热能转换为机械能。理想状态下,当然是100%的转换率,但实际上是不可能实现的,因为必须要面对泵气损失、机械损失、排气损失等一系列损耗,到头来最高热效率能达到40%已然是世界一流水准了。
什么是热效率
接下来的问题就是,厂商的宣传中含有多少水分呢?答案是肯定的,最容易误导人的便是“热效率”和“最大热效率”的区别,热效率并不是一个具体的数字,它是一个均值,比如说热效率高或者热效率低,而最大热效率则代表了一个具体的数值,比如38%、39%、40%,这些数字代表发动机在某些运转区间,甚至是某个点上的热效率。
这样说可能就有些晦涩难懂,我们可以通过这张图来说明。
图中,X轴代表发动机的转速(rpm),纵轴代表发动机扭矩,从左上往右下沿伸蓝色线条是发动机的等功率线。重点在于而那些一圈一圈不同颜色的区域,它们代表着发动机的效率。
这张发动机万有特性图,很像我们曾经地理课中,画着等高线的地形图。其实为了理解方便,也可以把它当做山地图来看。山顶部分,深红色的区域就是最大热效率区,随着海拔的降低热效率也越来越低。所谓“最大热效率”就是指山顶这部分,一台好的发动机,不仅要很高的热效率,同时最高热效率的区域宽泛。换言之,这座山不仅要高,山顶面积也要大。下面这张图看起来更直观
假如一款发动机,热效率很高(这座山的海拔高),但最大热效率的区间很窄(山势陡峭、山顶很尖),实际使用中同样没啥意义。因为在日常使用时,我们很难让发动机保持在最大热效率区间运行。比如低速行驶,还有那种走走停停的路段,发动机的运行效率都很低,对应图来说就是在山脚下这个区域运转。
所以在听到“我们发动机最大热效率达到了多高多高”这类话术,脑中可以自动屏蔽,因为脱离了发动机万有特性图,大谈最高热效率是没有实际意义的。
热效率高未必油耗就低
再一个容易误导人的就是热效率和油耗之间的关系,我的理解,他们之间的关系该是充分不必要条件,也就是优秀的油耗表现一定要基于高热效率发动机,但高效率发动机并不能保证优秀的油耗。
虽然有些拗口,但是逻辑还是很清楚的,因为影响油耗的因素不止有发动机这一项,像传动系统的效率、调教水准都能左右油耗,只有一切都井井有条之后才会得到一个优秀的油耗。
这里就拿传动系统来举个例子吧,继续就万有特性图来说,最大热效率区处于低转高负载区域,想省油就是要使发动机尽量在“山顶”区域运转。但实际驾驶中,不可能让发动机始终处于“山顶”地带工作的,动力输出会随着速度变化而改变。只有维持恒定的速度,使牵引力和阻力达到平衡时,才能维持热效率不变。如何维持高效运转,这就需要传动系统的帮助了。
CVT变速箱之所以相对省油,是因为它能够恒定转速(也就是锁定X轴)实现变速变矩。变量少了自然可以让发动机的负载更平稳,能更多地利用到发动机的高效区。同理,丰田THS和本田的iMMD的省油秘诀也一样,因为它们也能精确的为发动机变速变扭,并且在电动机帮助下,发动机可以在更多的工况下处于“山顶”的高效区。
反过来也是一个道理,一套笨拙、粗糙的传动系统,会让发动机更多的运转在低效区,那么这座山再高也是枉然。
如果举个例子,可以想象一下减肥的过程,虽说不吃就一定不会胖,但是嘴馋的人总想另辟蹊径。于是他们就会翻看食物热量表,以为低热量的食物多吃也不会长胖,且不说食物热量计算方法是否准确、科学,每个人体质是不同的,肠道菌群对于食物的敏感度也不同,所以吃进去多少和吸收了多少是两回事。个人体质是一个无法测量的变量,看着食物热量表减肥,大概率是件很不精确的事情。
油耗和热效率也是这个道理,传动系统的调教、路况、传动效率等等都是变量,以热效率高理所当然笃定油耗低,也是件很不精确的事情。
不必纠结比亚迪和广汽热效率的真伪,看结果就好
再回到开头的问题,你应该不会再纠结了吧,无论比亚迪的43%,还是广汽的42.1%也只是躺在新闻稿上的数字罢了,即便有看似漂亮技术的修饰,他们也只是数字而已,并且还没有搭载到量产车上。
我们只要遵从结果导向就可以了,不用管它宣传的热效率如何,看实际表现便好。比如一款发动机动力强、油耗低就是卓越的;如果动力和油耗只占一头,那也不错;倘若动力差且油耗高,毫无疑问这是款失败的发动机。
不久前就有鲜活的例子,马自达的Skyactiv-X发动机,采用了均质压燃(HCCI)技术被各种媒体奉为“黑科技”、“燃油发动机的新希望”,但实际测试中却不尽如人意,无论国外媒体还是国内媒体,所测试出来的动力、油耗水平和老款Skyactiv-G发动机并没有很大差异,甚至某些工况下油耗数据还不如老款。这就是现实,目前这款Skyactiv-X发动机无疑是失败的产品,但均值压燃技术未来是有发展空间的。
同理高热效率是大家都追求的,是未来的趋势,但落地到产品便要实际感受过才好下结论。拿奔腾宣传的1.5T发动机,号称有超越39%的热效率,有很多人提出质疑,同时做了测试。奔腾
T77(参数|图片) PRO和本田
CR-V(参数|图片)对比油耗,同样1.5T发动机,CR-V车身更大、更重,但油耗成绩却低于奔腾T77 PRO,要知道CR-V的L15系列发动机最高热效率不过38%。如此可见,热效率也不过是宣传噱头,某些自主品牌所谓超越不过是口头超越罢了。
记住数据和技术指标永远只能作为参考,想明白这一点,就别不会在意那些肤浅的营销话术了。比亚迪和广汽高效发动机究竟如何,是骡是马要遛一遛才知道,回头等这些车上市了,我们一定会来做个对比测试的。