自主品牌新推出的热效率引擎，到底是这样的？

近日，比亚迪推出了大功率1.5T发动机，标称最大输出功率136KW，最大扭矩288N·m，热效率高达38%。几乎是自主品牌热效率最高的汽油机之一。无独有偶，2020年奇瑞、长城等自主品牌相继推出新一代2.0T发动机，提升产品核心竞争力。

纵观所有自主品牌新推出的发动机，可以看出它们都在关注热效率。两者都是涡轮发动机，它们似乎踩到了本田L15B8涡轮发动机的热效率，成为新时代汽油发动机的领跑者。

那么，各大车企都在推广的热效率参数是什么，对汽车的动力有什么影响呢？

从微观角度看燃烧反应

一切都从燃烧反应开始。汽油燃烧的本质是烷烃碳基化合物在高温高压下的氧化还原反应。力量。根据化学反应的能量守恒定律，我们可以很容易地计算出 1 mol 烷烃完全氧化需要多少氧气，但是当我们把这个反应放到动态环境中时，上述情况就变得复杂了。由于日常行驶过程中发动机工况随时变化，每个进气冲程的进气量几乎是不同的，因此燃油供给也需要实时调整。

过去很多人认为，只要把吸入的空气量和供油量按一定的比例计算出来，发动机就可以高效运转，这个比例就是理论空燃比：14.7:1（汽油），在这个空燃比下，汽油可以完全燃烧，火焰传播速度和火焰温度也在最佳范围内，一氧化碳、一氧化氮等不饱和氧化产物的废气也可以得到有效控制，这似乎是发动机的最佳状态。

但真的是这样吗？

每个ECU都会有一套空燃比控制模型

让我们从微观的角度再看一下气缸内的燃烧。当燃油喷入气缸时（对于缸内直喷发动机），可燃混合气在靠近喷孔的区域较浓，而可燃混合气在距喷孔较远的区域较稀，因此点火当可燃混合气靠近喷油孔时，很容易着火，但由于混合气较浓，燃烧速度较慢，火焰温度和火焰传播速度都比较低，但当火焰蔓延到较远的区域，由于混合气较稀，火焰温度和传播速度会迅速升高，导致活塞顶部烧蚀，

用辩证的眼光看理论空燃比

从微观角度分析了燃烧过程之后，我们再回过头来思考一下理论空燃比。这真的有意义吗？

答案是：是和不是。

是的，因为在一定的空间内，要完全燃烧掉一份汽油，就必须消耗掉14.7份的空气，这是客观事实。

不，因为即使混合物太浓或太稀，也有办法让它完全燃烧。而这正是提高现代发动机热效率的关键！

当发动机在高负荷运转时（低速范围全油门加速），由于进气量低，如果按14.7的空燃比喷油，会导致动力不足，速度不能快速提高，速度不能快速提高。会使进气状况不断恶化，进一步限制动力输出，形成恶性循环。为了打破这个循环，ECU会增加喷油量，使气缸内充满过浓的可燃混合气，从而使点火更容易。火焰在上止点之前蔓延到活塞顶部。一般情况下，这种工况下的空燃比会控制在11-12之间，以达到最大功率输出。

但在发动机低负荷运转时（放松油门、低怠速滑行），单次运转不需要大的爆震冲击，但进气量就足够了。此时，可以在燃料喷射期间减少燃料喷射量以实现稀薄燃烧。但由于可燃混合气过稀，不易被点燃，而且稀薄混合气的火焰传播速度和温度过高，因此过去部分主机厂未能将这项技术付诸实践。而大众集团20年前就开始研究分层燃烧技术，实现稀薄燃烧发动机的量产，而马自达采用另一种方法实现稀薄燃烧，即利用湍流实现点火。不管这两种技术是好是坏，

什么是热效率？

之所以没有把这部分放在开头，是因为在了解热效率之前，我们需要了解燃烧反应和空燃比的概念。

对于内燃机而言，热效率是指发动机内转化为机械功的热量与其消耗的热量之比。也就是说，由于内燃机的结构原因，在可燃能级转换过程中释放的热量并不是全部都转化为机械能。这种差异是区分热效率高低的标准。

简单地说，就是将1单位汽油中所含的化学能转化为发动机动力的能力。实际上，1单位的气体混合物不能完全释放其化学能。由于燃料燃烧不完全，可燃物的能级不能完全转变，因此发动机的热效率低。为了改善燃烧条件，需要将多余的空气冲入气缸，即使空燃比大于14.7，达到20:1、25:1甚至50:1。

有的朋友会问，为什么要完全燃烧需要过量的空气。开头不是说空燃比只要14.7:1就可以充分燃烧吗？

这又回到了一个话题的最后一段。喷射燃料时，汽油以分子团的形式雾化，而不是单分子的形式，即在喷孔附近混合气稠密。在局部空燃比远低于14.7:1的地区，这部分混合气不能完全燃烧。

这也解释了为什么马自达的均质燃烧技术在热效率上领先于分层燃烧，因为在均质燃烧中，可燃混合气在气缸内的浓度相同，有利于完全燃烧。

车叔的评论

热效率不仅影响发动机的燃烧条件、节省燃料和优化排放，而且对动力也有巨大的影响。下一期车叔将为大家展示各主机厂提高热效率的方法，了解内燃机发展的主流方向。‍

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