发动机热效率如何提升(发动机热效率高了好还是低了好)
导语：发动机热效率详细解析，发动机工程师们是如何提高热效率的
随着我国第四阶段油耗法规标准的实施，到2025年，乘用车平均油耗将要降至每百公里4L。提到油耗，一个绕不开的指标是热效率。热效率是标榜一款发动机能量转化效率的重要参数。目前在量产机型上热效率最高的是丰田凯美瑞上搭载的Dynamic Force系列2.5L发动机，热效率高达40~41%。本田搭载于思域、冠道上的L15B型1.5T涡轮增压发动机，热效率为38%，算是增压机型上最高的。而海外已量产的马自达的SKYACTIV-X发动机，通过空气压燃技术、高压缩比的策略，据称能够达到50%的超高热效率。
SkyActiv-X海外版已使用在马自达3上
车企是如何提高热效率的
发动机工作过程本质上是化学能转化动能的过程，在开发过程中要尽可能的把汽油燃烧过程中产生的能量更多的转化为动能，减少其他任何能量的损失，比如废气带走的热量、冷却水吸收的热量、摩擦、泵气扫气以及热辐射损失的能量等我们不希望见到的能量消耗。
么想要提高热效率需要考虑什么因素，我们从几个系统上来看看
1、燃烧开发：燃烧开发是提高热效率的基础。
缩小缸径，加长行程：缩小缸径有利于降低面容比，减小冷却损失，加长行程也有利于通过加强低负荷和中等负荷的缸内紊流强度，同时便于通过加大压缩比的策略来提高燃烧效率，丰田的两款量产热效率最佳发动机即采用了增加行程，减小缸径的策略。
提高压缩比
首先压缩比的定义：活塞位于下止点时气缸的总容积除以活塞位于上止点时燃烧室的容积。提高压缩比这个策略很多新开发的发动机上都采用了，可以使内燃机的马力提高，也可以产生节省燃料、提高机械效率的效果。一般还会配合采用双喷的方式通过选择使的汽油的雾化效果更好，两个喷油器协同喷射能够实现更广的喷射覆盖面积以及更高的燃油雾化率，可以减少燃油湿壁，使喷射的燃油更多地参与燃烧，改善燃油经济性，降低油耗和排放。根据需要可以实现开阀喷射，冷却缸内混合气，抑制爆震，从而可以采用更高的压缩比来提升了燃油经济性。提高压缩比的同时也必须考量：会不会产生爆震（knock），同时对发动机的密封、润滑、摩擦有更高的要求。丰田的TNGA 2.5L发动机即采用了大幅提高压缩比的方案，压缩比从10.4增加到13。马自达新发动机的压缩比要达到18:1。日产的可变压缩比发动机也已经上马了。可以说这也是个主流的趋势。
日产的可变压缩比技术
降低燃烧室面容比
为了减少热损失和HC排放，燃烧室面容比应该尽可能的降低。
一般来讲，高面容比的燃烧室几何线条更为平直如附图，低面容比的燃烧室过渡原角更大，弧度更大，同时燃烧室与火花塞最远距离更小，并且地面容比燃烧室进排气的挤流面积更大。一般来讲，燃烧室面容比会配合不同滚流比进气道来分析。现今的研究表明进气道滚流比的提升配合低面容比燃烧室同样也有利于加快燃烧速率。
2、降低摩擦损失很关键
在提升发动机本身性能的同时，降低发动机运作过程中的无效损失，显得尤为重要，摩擦存在于发动机所有运动零件中，包括曲柄连杆机构、润滑系统、冷却系统、配气正时、附件系统等等，附图是铃木曾经提出的减小摩擦的策略。可见主机厂为了减小摩擦做了各种努力。对于这点，三缸机由于少了一缸，就具备了天然的优势，总的摩擦损失会减小很多，通用在Ecotec 1.0/1.3T发动机，增加了低摩擦活塞裙部涂层、低摩擦的去皱前后油封、低摩擦静音链、可变排量的机油泵等等技术全力降低摩擦，据称摩擦损失能改善15%，这些因素都对热效率最终输出的收益都很大。
铃木的降低摩擦损失的策略
3、减小泵气损失
泵气损失指的是发动机换气过程中必须克服进排气系统的流动阻力损失而消耗的活塞功。从气体流动的损失角度来看，泵气损失主要是由节气门的节流损失、进排气阀处的节流损失和涡后压力损失三部分组成。现在的研究数据显示，相同负荷下，低转速随负荷增加泵气损失减少。而高转速情况下随着负荷增加，泵气损失初始值变化不大，之后便会增加。所以现今的措施，在低负荷区域，泵气损失主要受节气门的节流损失的影响，往往需要提高进气压力，往往车企会采用如稀薄燃烧、EGR、VVT等技术手段。在高负荷区域，泵气损失主要来自进、排气阀的节流损失，可以采取增加流通面积、提高气阀流量系统等手段。
4、轻量化
发动机进化到了今天小型化，轻量化显得尤为重要，从贡献度上来讲，往复运动件和旋转件对发动机热效率影响更大，从整体上来讲，主流发动机上采用的集成式排气歧管，气缸罩盖、油底壳、进气歧管采用高分子材料等等方案。
在小排量发动机大行其道的今天，越高的热效率带来更为经济的油耗，但是最高热效率只是代表其能达到的最高值，同时它仅仅是图中的一点，需要同时满足转速和扭矩的要求，而当发动机的实际工作区间更为接近这个值时，才能达到更好的油耗表现，这一点也是小排量发动机的优势所在。在买车的过程中，关注热效率，能给你带来意想不到的收获。
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