未及性能巔峰的內燃機,不能輕易說再見
導語
Introduction
顯然,內燃機的潛力還遠沒有到達終點,無論是性能還是熱效率都有很多提升的空間,因此對于“禁燃令”更應深思之后再做決斷。
作者丨鄧勇拓
責編丨崔力文
編輯丨朱錦斌
萬眾期待之下,讓無數車迷歡呼吶喊的“紅頭本田”終于來了。
12月20日,在東風本田的思域之夜活動上,全新一代CIVIC TYPE R正式亮相,這臺有著“地表最強前驅車”稱號的超級小鋼炮,也在期盼聲中正式進入國內市場。
從賬面數據來看,代號為FL5的全新一代CIVIC TYPE R,雖然國內上市的版本由于排放等原因,最大功率被下調到了300馬力,但這臺引擎的潛力似乎還有很大一部分未被挖掘。這一點,從最近幾代CIVIC TYPE R的變革過程,就可見一斑。
其實,全新CIVIC TYPE R搭載的這臺K20C1發(fā)動機,從2015年起的FK2就開始使用,后又歷經FK8再到如今的FL5,已“輔佐”了三代車型。然而,這樣一臺2.0T四缸渦輪增壓發(fā)動機,伴隨著每一次產品換代本田都將其動力做了進一步的提升。在全新FL5身上,日規(guī)版的330馬力,顯然已經成為可以傲視群雄的底氣。
似乎,這還遠不不止是K20所蘊藏的所有能力。從改裝發(fā)燒友的作品來看,這是一臺可以“無限延展”的引擎,也讓CIVIC TYPE R的歷代車型,都變得更加瘋狂。這也不禁讓人有些感慨,即將被“淘汰”的內燃機,真的已經毫無進化的空間了嗎?
升功率,屢破紀錄
近幾年,無論是超級跑車還是高性能車,每次推出新車公布的動力水平都讓人瞠目結舌。當各大車企紛紛開始趨向減小發(fā)動機排量的理念,引擎的最大功率卻只增不減。最讓人驚訝的,是在升功率方面仿佛來了一場“軍備競賽”,已經不再只是“刷記錄”那么簡單。
通俗來說,升功率是指引擎單升排量所能釋放的功率,即用最大功率除以引擎排量,這個數字意在將不同缸數、不同排量的引擎可以更為客觀地進行對比。升功率越大,意味著引擎的研發(fā)難度和工作效率都越高。
僅僅五年之前,均搭載2.0T四缸發(fā)動機的沃爾沃V60/S60 Polestar和梅賽德斯-奔馳W176 A45 AMG(以及CLA45/GLA45 AMG),前者采用了機械渦輪雙增壓,后者為渦輪增壓,分別可以輸出367馬力和381馬力(前期A45為361馬力),升功率分別為183.5和190.5馬力/升。這樣的性能表現,已經明顯超過了很多超級跑車,讓人感嘆于引擎研發(fā)的飛速進步。
有意思的是,隨著第二代奔馳A-Class的推出,基于此而來的AMG高性能版本也得以進化。尤其,在性能方面。2020年,全新的W177 AMG A 45 S正式登場,搭載一臺代號為M139的四缸渦輪增壓發(fā)動機,最大功率達到了421馬力。
毫無疑問,渦輪增壓成為了內燃機新的馬力增長利器。作為對比,寶馬E92 M3身上那臺4.0 V8自然吸氣發(fā)動機,最大功率也“僅為”420馬力,梅賽德斯-AMG僅用一半的氣缸和排量,就達到了以前V8引擎的動力水平。
去年以來,關于升功率的記錄不斷被打破。當法拉利以全新的六缸機重新梳理其產品線,推出了全新的296 GTB。這輛全新超跑,搭載一臺代號為F163的V6雙渦輪增壓發(fā)動機,排量僅為2992cc,卻可以輸出最大663馬力,升功率達到了221馬力/升,打破AMG A 45 S成為新的升功率之王。
然而,法拉利的王座還未坐穩(wěn),新的記錄就再次誕生。今年9月,全新一代AMG C 63 S登場。雖然此前就有消息,W206一代的AMG最強版本將會換裝和A 45相同的四缸發(fā)動機并匹配插混系統。而誰也沒想到的是,在電動渦輪的加持下,讓全新C 63 S的發(fā)動機最大功率達到了476馬力,再次突破四缸機的極限,升功率達到238馬力/升,成為量產車領域的升功率之王。
對內燃機的研發(fā),也是環(huán)保的貢獻
誠然,這些力求突破汽車科技極限的車型,不外乎是超級跑車或是高性能車,其必定有一些價格門檻,也離普通消費者的市場群體較遠。但其實,隨著新技術的不斷更新,普通家用車市場的新產品,動力表現也在不斷增長,從2.0T車型的市場變化就能清楚發(fā)現。
簡單來看,除去大眾的380TSI系列,在B級轎車市場,很多車型已經有著不遜于BBA等豪華品牌高功率發(fā)動機的性能表現。例如,將旗艦車型從2.5L換成2.0T的天籟,最大功率就從186馬力漲到了243馬力。此外,像蒙迪歐、君威/君越、索納塔等B級轎車,中高配版本的最大功率也來到了250馬力上下,在動力方面十分搶眼。
并且,當高功率發(fā)動機變得更加平常,2.0T排量的車型產品也在不斷豐富。今年年中,乘聯會秘書長崔東樹就曾表示,“2.0排量車型是車市黃金排量”。從2020年以來,2.0排量發(fā)動機已經成為高端化的趨勢,今年的新車就主要集中于2.0排量,這也是市場化的選擇。
一方面,是自主品牌在不斷向上躍進,在2.0T發(fā)動機方面已經具有成熟的技術積累,有著不遜于合資品牌的實力;另一方面,豪華品牌利用2.0T的車型版本,進一步下探市場門檻。更重要的一點,如今的2.0T四缸發(fā)動機,顯然已經有著媲美六缸機的動力表現。
例如,奔馳或者沃爾沃這些豪華品牌,其2.0T的四缸發(fā)動機,最大功率已經來到了300馬力左右,隨著新技術的不斷推進以及成本的不斷優(yōu)化,未來更高動力水平的四缸機也將不斷在普通消費市場涌現。以沃爾沃為例,新款S60 T8 插混車型,發(fā)動機部分將原本的渦輪和機械雙增壓改成了渦輪增壓,動力卻反而由303馬力增長到了310馬力。
因此,當小排量發(fā)動機有著媲美此前大排量發(fā)動機的動力表現,大尺寸的車輛也不再需要更大排量的引擎就能滿足動力要求,節(jié)能減排的目標自然得以實現。
更進一步,不僅是最大功率方面的進步,在燃燒效率方面,各大車企也在進行“瘋狂”鉆研。其實,自從尼古拉斯·奧托發(fā)明四沖程內燃機開始,人類關于內燃機熱效率的問題就從未停止。事實上,讓每一滴燃油都能釋放出最大的能量推動車輛前行,本身即是對于節(jié)能減排最大的貢獻。
電氣化應是助推劑,而非墓志銘
一直以來,縱使新技術不斷發(fā)展,內燃機的熱效率也僅保持在三成之多,進步并沒有想象中的那么驚人。但是,隨著混動技術的發(fā)展,在混動專用發(fā)動機領域,吉利和比亞迪等動力品牌的產品熱效率均突破41%大關。
有意思的是,兩家品牌分別采取了不同的技術路線。比亞迪DMI-i超級混動所搭載的全新驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動機采用了阿特金森循環(huán),最高熱效率為43.03%;吉利雷神智擎Hi·X采用了米勒循環(huán),擁有極佳的全生命周期碳減排效果,熱效率高達43.32%,成為全球熱效率最高的發(fā)動機。
其實,阿特金森循環(huán)、米勒循環(huán)都是基于原本的奧托循環(huán)內燃機衍化而來。但是,即使是新技術的突破,阿特金森循環(huán)和米勒循環(huán)也分別有著低扭表現差、天生性能較弱等缺點,但依然不能否認其在熱效率方面的革新。
事實上,在技術方面的不斷堆積,也讓這兩種新的內燃機循環(huán)結構得以廣泛應用。例如,得益于電機對于低扭的有效補充,在HEV混動時代,阿特金森循環(huán)就受到了豐田、本田等日系品牌的喜愛。在本田i-MMD混動系統上,電機在起步過程中的快速響應,讓新時代下的阿特金森循環(huán)發(fā)動機有了絕佳的用武之地。
另一方面,在德系品牌中,有著“全能型選手”之稱的大眾EA888發(fā)動機,就采用了米勒循環(huán),同時,其采用了進氣可變氣門正時技術,還可以有效提高進排氣效率,讓這款發(fā)動機的性能表現一直都名列前茅。
同樣,馬自達也熱衷于喜歡米勒循環(huán),其研發(fā)的SKYACTIV–G創(chuàng)馳藍天技術,發(fā)動機采用了奧托循環(huán)和米勒循環(huán)雙循環(huán),壓縮比更是讓量產車發(fā)動機首次實現13:1的新突破。這款發(fā)動機,使得油耗下降幅度和扭矩提升比例紛紛突破15%以上。
然而,馬自達對于引擎的研發(fā)更加執(zhí)著,其研發(fā)的e-SKYACTIV X汽油壓燃發(fā)動機,綜合了汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機的優(yōu)點。馬自達的數據表示,采用壓燃技術的發(fā)動機的汽油效率比普通發(fā)動機高30%,省油20%。在相同的轉速下,可以輸出更強大的扭矩。而現在,又有消息傳出,馬自達在研發(fā)下一代轉子引擎發(fā)動機,以作為增程式混合動力汽車的增程器。
毫無疑問,面對電氣化轉型,不僅是目前的48V架構,HEV、PHEV以及REEV等車型,本質上都離不開內燃機。隨著未來增程式混合動力車型的不斷研發(fā),理應需要更高效率的內燃機作為基礎。從理想ONE的1.2T L3發(fā)動機更新為理想全新L家族采用的1.5T L4發(fā)動機,就可以看出目前一些車企的發(fā)展思路和方向。
如今,汽車插上了“電”翅膀。得益于電動機的本質特性,這些優(yōu)良特質可以有效彌補引擎瞬時響應,或是以電動渦輪為內燃機進行快速增壓,將內燃機的效率進一步提升。因此,在電氣化的浪潮下,電動機本是讓內燃機如虎添翼,而不應該簡單地宣布它的死期。
顯而易見,內燃機的潛力還有很大一部分未被挖掘,尤其在和電動機有效結合之后,讓它的潛能進一步放大。在AMG ONE這款究極跑車身上,就可以看到1.6T V6發(fā)動機與四電機組合后而爆發(fā)出的驚人力量。
誠然,當各國已經將“禁燃令”的計劃進一步加快,內燃機的生命似乎將要走向終結。不可否認,我們還遠未抵達內燃機潛力的深處,它的能量也超乎任何人的想象。至此,無論將來以何種方式和它說再見,都應該要三思而后行。
原文標題 : 未及性能巔峰的內燃機,不能輕易說再見
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