06.26 為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

最近這幾年,很多的汽車品牌,尤其是日系品牌,都喜歡把“熱效率”這個詞掛在嘴邊。熱效率究竟是什麼,熱效率高為什麼不完全等效於省油?

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

簡而言之,熱效率就是,實際轉化成驅動力的能量(機械能),和消耗燃料的當量熱量總和的比值,也就是說,燃燒等量的燃料,產生越多驅動力,熱效率就越高。

如果我一天什麼都不幹,只躺在床上,不對外做功,可是人是有基礎代謝的,所以我“怠速”一天,雖然感覺啥事兒沒幹成,可還是可恥地消耗了能量,那麼我今天的“熱效率”就是零。想到這裡,我為今天的碌碌無為感到恥辱了。

下一種情況,我今天發奮圖強了,拼了老命跑了一場馬拉松,今天的我,對外做了功,熱效率肯定不為零。而且可以推算出,同樣跑一場馬拉松,如果我身體基礎代謝率越低,我的“非做功輸出”就越低,“做功輸出”越高,“熱效率”就越高。

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

對於發動機來說,主要的“基礎代謝”有這些:

1、燃燒熱量損失:這裡又分為兩個層面,首先,燃燒越徹底,可用的能量自然越多,缸內直噴、分層燃燒、稀薄燃燒技術就是為了充分利用燃料的能量;第二燃燒時間越長,冷卻系就會帶走越多熱量,熱量轉化為機械能的損耗就越大,所以各家都在研究快速燃燒技術,務求縮短作功行程的燃燒時間;

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

2、泵氣損失:人的呼吸是通過肌肉發力,在胸腔形成負壓來完成吸氣,這是需要消耗能量的,發動機的負壓吸氣同樣會消耗發動機能量,增壓系統、優化進氣道設計、進排氣門正時及升程、以及普及阿特金森循環,都能降低泵氣損失;

3、壓縮行程:大家試著把一個擰緊瓶蓋的塑料瓶子捏癟,就知道壓縮空氣需要消耗多少力氣了,進氣門晚關的阿特金森循環,可以減少壓縮行程發動機所做的負功;

4、內部摩擦:降低發動機摩擦是提高熱效率的有效方法,例如低摩擦塗層、低黏度機油,都是朝這個方向在努力。

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

目前所有的高熱效率發動機,主體優化方向都離不開以上幾點。然後問題來了,提高了發動機做功的效率,就代表省油嗎?並不盡然。“最高熱效率”並不等於“實際熱效率”。

試想一個住在山區的人,每天放飛自我,“隨機”地在這個山區裡奔跑。這個人的“實際活動高度”,不取決於最高峰的高度,而取決於山區的地形,還有他在該地形的活動範圍。

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

發動機的熱效率圖譜就像是一個山區,“最高”熱效率只是最高峰的山尖。決定“實際熱效率”的,是熱效率分佈(山區地形),還有傳動系統匹配(決定不同負載下發動機所處工況)。

如果高燃效區間足夠寬廣,並且能夠大範圍地覆蓋日常使用工況,那麼這款發動機的實際省油本領就很高,反之,如果高燃效區間達成條件苛刻,那這款發動機的實際油耗可能就不低。

不同設計特性的發動機,優秀燃油經濟性的區間可以相差甚遠。一款熱效率高的發動機,也並必然能推導出搭載它的車型,在任何工況下都省油。

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

以我剛做完最新一代雅閣和凱美瑞的油耗對比測試為例。兩款車的發動機最大熱效率比較接近(雅閣38.5%,凱美瑞40%)。雅閣高速公路巡航油耗比凱美瑞低約10%,因為這個低轉速低負載區間,是渦輪增壓發動機的強項(泵氣損失、摩擦損失較小)。

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

而凱美瑞在繁忙城市工況,又比雅閣省油15%左右,因為在頻繁變負載工況,凱美瑞的發動機可以落在寬廣的高燃效區間。(我會在兩款車的對比評測視頻裡給出更詳盡的分析,請關注大家車言論公眾號的更新)

傳動系統的匹配也很重要,好的傳動系統,可以更好地調節發動機的工況,讓它處在高燃效區。例如豐田凱美瑞2.5和混動車型,前者發動機最高熱效率只比後者低了1%,可混動版油耗要比純內燃機版節省將近一倍,這就是豐田混合動力系統動力分割機構的功勞了。

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

顏色越深的“圈”代表熱效率越高,紫色是混合動力系統中,內燃機的工作範圍,藍色是匹配CVT變速箱,綠色是匹配AT變速箱,可見混動系統可以讓發動機完全處在高燃效區間,CVT則幾乎和所需功率下最省油的工況運作(圖中深藍色折線),AT則要發散一點。

為什麼歐系品牌不怎麼宣傳熱效率?首先還是歐洲品牌從來都不喜歡將“省油”當作最大賣點。的確,百公里油耗省1升汽油,10萬公里下來也就省個7000人民幣的油錢。這對於並不精打細算的歐洲人民來說,省油的意義並沒有日本人那麼大。

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

第二是高熱效率區間的取得範圍,一般是在發動機最高轉速的40~50%,最高負載的70~90%的範圍。這個發動機工作範圍,對於歐系車的油耗測定循環NEDC來說,基本沒有意義。NEDC循環的測定工況基本就是“佛中佛系”的駕駛風格,發動機負載極低,只要專心優化發動機最高轉速30%,最高負載40%以內的燃效表現,就能夠在NEDC上取得好成績。

當然,“惟NEDC馬首是瞻”的KPI制度,也讓不少歐系品牌發明了一些取巧應試的旁門左道,甚至深陷“xx門”的醜聞。

為什麼只有日系品牌強調“熱效率”?歐洲品牌隻字不提?

而日系車既然要以“省油”為目標,那必須要提出一個嚴格控制變量的可視化指標。你說油耗,不同國家不同測定標準,測出來的結果不盡相同,而且和實際駕駛開出來的油耗很難符合,這肯定不嚴謹;那實際油耗呢,不同人不同駕駛風格,還有不同的路況,這都會影響到實際油耗,是一個浮動量巨大、幾乎沒有說服力的數據。

想來想去,還是熱效率這個指標最好。它本來作為內燃機性能指標長期存在不用科普,而且“百分比”這個單位,足夠直觀、易於理解,再加上熱效率這個指標,就是發動機的一個性能參數,如同“最大功率”“最大扭矩”一樣,不受外部變量影響。

種種原因疊加,熱效率就成為了一個超級洗腦的熱詞了。一句話總結,熱效率高,一定是一個汽車品牌發動機技術實力的體現。高熱效率能不能換來優異的油耗表現,還要和具體車型、用車習慣、路況結合具體分析了,就像“智商高”不一定等於“事業有成”。但可以肯定的是,高一定比低好……


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