03.06 如何評價本田那款熱效率有40.6%的2.0自吸發動機?

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如果單從理論上看、想當然的說,實現發動機更高的熱效率其實不難,因為發展的大方向已經確定,那就是利用直噴發動機為基礎、極高的壓縮比為核心,配和EGR進行降溫、降低泵氣損失,再進一步通過阿特金森(米勒)循環降低泵氣損失,最終以百分之零點幾的提高,不斷的將熱效率堆砌上去,最終也就打造出了本田、豐田的那類40%➕熱效的發動機。。。


只不過想實現發動機的高熱效率,說起來很容易,但做起來卻很難;所以就目前而言也僅僅部分日系車企能夠做到;歐美車企也有做到的基礎,但卻在發展中走上了渦輪增壓的發展方向,想減少泵損依靠增壓也是可行的!實際上運行中的發動機熱效率並不是一成不變的,而是在不同工況下、不斷改變的,所謂41%的熱效率、40.6%熱效率其實指的都是發動機在某一負荷下才能達到的最大熱效率,如果能讓機器保持以最大熱效運轉,結果就是省油;但如果受實際的路況所限制,發動機無法達到最大熱效率,省不省油不好說!豐田機器所能達到的41%、本田機器所能達到的40.6都是最大熱效率,也都是建立在阿特金森循環下才能做到,鄙人在之前的一篇回答阿特金森循環發動機這麼好,為什麼豐田不用在燃油車上中已經提到,阿特金森循環不能單獨存在,必須配合奧托、或電機,組成雙循環或混動系統(彌補動力不足),所以本田機器所能達到的40.6熱效,完全建立在阿特金森循環之上,而車子在運行中,發動機並不一定時刻保持阿特金森循環,雖然混動技術在一定程度上彌補了這個問題,但仍是有限度的!這裡可以看出想打造超高的熱效率,必須依賴於阿特金森(或米勒)循環,而考驗的則是可變氣門正時技術是否成熟、過硬,畢竟目前的阿特金森循環都是依靠可變氣門正時技術所模擬出來的,而並非從機械結構上實現膨脹行程大於壓縮行程。。。

高壓縮比是提高熱效率最直接的方式

想提高發動機的熱效率,最簡單、有效的方式就是粗暴的提高壓縮比;壓縮比的高低對於發動機的性能影響很大;壓縮比越大、壓縮衝程時產生的壓力、溫度就越高,混合氣體中的汽油可以氣化的更徹底、顆粒也更細膩,汽油燃燒也就能更加徹底、燃燒後釋放的動力也更加強大,但壓縮比過高會導致爆震,從而引發一系列機械問題,所以在缸內直噴機徹底普及之前,發動機的壓縮比也受到限制,沒辦法做的太高。。。


缸內直噴的普及,使得發動機實現更高壓縮比成為可能。。。

前文有所提到,強行提高發動機的壓縮比所導致的必然結果就是發動機在進行壓縮衝程時的高溫、高壓,這兩點是誘發爆震的元兇,而直噴發動機憑藉更完善、靈活的噴油策略,可以很好的令缸內溫度在點火前降下來,比如燃油噴在缸內、在缸內完成氣化,液體氣化要吸收熱量,所以在一定程度上可以下調點火前的溫度,更極端的是直噴發動機甚至可以在壓縮衝程開始後進行噴油,所以對於點火前溫度的控制是很主動、靈活的;當然直噴發動機的好處還有許多比如通過分層噴射、來實現分層進行燃燒,從而提高稀薄燃燒的邊界等等,就不一一贅述了。。。



大量EGR進一步降低溫度,並同時減少泵氣的損失。。。

很多朋友對於EGR的認知大都集中在降低缸內溫度、從而減少氮氧化物的產生階段,原理在於利用惰性氣體吸熱之類的(原理哪都有就不細說了),但當今使用EGR並不只是為了環保之用,更多是為了減少泵氣損失;傳統的奧托循環發動機在較低轉速時,節氣門的開度比較低,發動機處於吸氣衝程時、活塞下行進行吸氣比較費勁(聯想一下我們張大嘴吸氣就很容易,僅留一條縫吸氣就費勁),而EGR將廢氣重新送入燃燒室、增加了缸內的壓力,就等同於是給處於下行吸氣的活塞增加了一個向下的推力,這樣一來就等同於給活塞下行吸氣過程省了力氣,所以這也就叫做減少了發動機的泵氣損失;再往深了說就是低溫EGR可以很好的抑制缸內溫度,同樣也可以避開爆震區域,相比較直噴機利用加濃噴射來降溫的方式,高負荷運行的發動機利用EGR引入廢氣來降溫等同於取代了高溫開環控制,畢竟利用加濃噴射來實現降溫,加濃部分的燃油無法徹底燃燒,也就都浪費了,所以EGR對於降低油耗有著明顯的效果。。。



部分阿特金森循環化,可以進一步減少泵氣損失,並獲得更多的功。。。

阿特金森循環之所以可以省油,主要的原因有兩點,其一是減少泵氣損失;其二就是當壓縮行程固定時,膨脹行程越長,獲得的功也就越多;阿特金森循環減少泵氣損失的原理也很簡單,比如同樣是在低轉速、進氣量一致的條件下,阿特金森循環時節氣門開度要比奧托循環時大很多,所以活塞下行吸氣過程變的更加省力(和上文的EGR有相同之處,只不過實現方式不同,EGR引入廢氣推著活塞下行吸氣,來降低吸氣阻力),所以減少泵氣損失就是阿特金森(或米勒)循環的好處;減少了能量的損耗、又增加了功,所以阿特金森循環是實現高熱效率的最後一步(往遠了說,還有超稀薄燃燒之類的,比如馬自達起步將空燃比拉到29.4以上)。。。


上述內容就是本田、豐田打造出熱效率40%以上發動機的根本原因;完全就是依託於強橫的技術儲備、強大的基礎工業所打造出的機械藝術品—這就是評價;所以想實現發動機超高的熱效率只需要直噴、超高壓縮比、堆EGR、模擬出阿特金森(或米勒)循環即可;說起來是很容易,但對技術的依賴極高;比如沒有成熟的可變氣門技術作為支撐,就沒辦法實現奧托循環發動機的阿特金森化,過40%的熱效率就很難實現,當年的可變氣門技術受到硬件上的制約,沒辦法實現這麼大的可變範圍,所以阿特金森化一直拿不出來,而現如今這些技術及硬件都已經成熟,所以熱效率也就一舉突破了40%;想打造高熱效率發動機,看似利用了多種相對獨立的技術,但實際上完全是相輔相承的狀態、缺一不可。。。


非專業車評


我來分享一下本田雅閣最新的混合動力2.0L發動機的情況。

2019年沃德十佳發動機評選中本田最新的熱效率高達40.6%的iMMD混動2.0L發動機(圖1)和豐田的混動系統一起獲獎。本田的這個2.0自然吸氣發動機是專門為本田的iMMD混動設計的,採用了阿特金森循環和高壓縮比來提高熱效率。新的發動機高於2017年雅閣混合動力發動機38.9%的熱效率水平,也是所有批量生產的本田發動機中最高的熱效率。

一、先說一下雅閣的這個iMMD混動系統

本田的iMMD混動方案非常有特點,是一種從電動車思路出發的混動,它的工作模式如下(圖2):

1.非常低的時速時可以純電驅動,發動機完全不工作。

2.在車速80Km/h以下發動機不會直接驅動車輛,這時候發動機即使啟動工作,也只是發電,然後把發出來的點給電機驅動車輛。

3.在超過80Km/h時速的高速情況發動機才會直接驅動車輛。但是也只是負責穩態輸出,在高速情況下的加速動態過程仍然由電機負責。這樣保證即使在發動機直接驅動時,也是工作在發動機的最高效率區域,非常省油。同時,高速用發動機驅動也避免了電動車遇到的高速下電耗過大的問題。

二、本田的2.0阿特金森混動發動機

從上面的混動工作模式可以看出,本田混動中發動機主要負責發電和高速情況下穩態驅動。其他的低速運行,怠速,加速情況完全靠電機來完成,這樣發動機可以專門設計在最高效率區域運轉。本田為此設計的是一個結構簡單,定點工作效率非常高的自然吸氣發動機(圖3-圖5)。

1.阿特金森循環

為了提升熱效率,本田採用了目前最就行的阿特金森循環燃燒系統。這一燃燒系統可以允許使用非常高的物理壓縮比,從而提高熱效率。本田選擇了高達13.5的壓縮比。阿特金森循環的過程簡單的說就是採用進氣門晚關的方法,把進入汽缸的空氣再壓回進氣管一部分,這樣給活塞加速做功的衝程就長於實際用於壓縮的衝程,也就是膨脹比大於壓縮比,所以熱效率會比較高。同時,這一特性在部分負荷下還可以顯著降低泵氣損失(圖6)。

2.氣門夾角變小(圖7)

發動機在進氣門和排氣門之間夾角34度。狹窄的閥門角度降低了燃燒室的面容比(表面與體積的比率),有利於創造一個更平坦、更緊湊的燃燒室,以減少熱損失,加快燃燒速度,同時降低碳氫化合物的排放。

3.進氣道噴射系統

本田選擇了更加便宜的進氣道噴射系統,而不是昂貴複雜直噴系統。主要的原因如下:

(1)性能考慮

這是一個固定點高效率運行的發動機。在傳統發動機上直噴技術帶來的高性能,快速響應,低速扭矩等性能已經不需要了,全部交給電機來完成,因此直噴就不是必須的了。

(2)降低油耗

沒有直噴高壓噴射系統和高壓油泵,發動機的阻力會降低,有利於降低油耗

(3)降低顆粒物排放

進氣道噴射系統可以避免直噴系統產生的顆粒物排放。

4.EGR廢氣再循環系統

EGR系統的工作原理是將一部分排氣中廢氣重新引入汽缸內部參與燃燒,這樣可以降低小負荷時的泵氣損失,提高熱效率,降低油耗。

5.E-VTC和VTEC技術

(1)本田在進氣側選擇了電動可變氣門正時系統E-VTC,主要是阿特金森循環需要電動寬角度調節的可變氣門正時系統VVT的支持,這樣可以實現快速的VVT調節,滿足進氣門晚關策略的實現。(圖8)

(2)本田還加入了它最著名的VTEC可變氣門升程系統。(圖9)

這樣加上前面的E-VTC,氣門的開啟時間,持續角度,升程高低全部電動可調,可以進一步降低優化進氣和燃燒過程,提升效率。

6.緊耦合催化器

將催化器直接佈置在缸蓋排氣出口處,採用緊耦合設計。這樣冷機啟動時,能夠快速讓催化器溫度上升到工作溫度,降低冷機啟動的排放。

7.降低摩擦

(1)氣缸孔中心相對於曲軸偏心6.0mm,減少了活塞的側負荷,從而幫助減少活塞滑動摩擦,提高效率。

(2)輕量化活塞裙部設計,以儘量減少往復重量,減小振動,降低摩擦,提高效率。

(3)採用鍛鋼曲軸,每個軸頸進行微拋光工藝,以減少摩擦。

8.NVH方面的設計

(1)靜音鏈條

本田為這個發動機選擇了長壽命靜音鏈條作為氣門系驅動系統。和發動機等壽命,兼顧了靜音與耐久性。

(2)平衡軸

為了平衡4缸發動機的2階不平衡力,本田在油底殼中設置了兩根平衡軸來降低發動機振動。

9.排氣熱回收裝置

這是個比較特殊的設計,本田考慮用廢氣的能量來加熱發動機,幫助減少在寒冷天氣啟動和初始運行期間的摩。在寒冷的天氣條件下,熱回收裝置使用熱廢氣更快地加熱發動機冷卻液,這將使發動機更快地達到正常工作溫度,減少油耗,並允許I-MMD更早地在混動模式下工作。

總結一下,本田的混合動力發動機設計思路完全是為了混動需求的定點工作服務的,發動機使用的技術也是精心挑選,一切為了最高熱效率,不追求高技術的堆砌。

以上信息供大家參考,歡迎討論。對發動機感興趣的朋友可以關注我,每週會發布原創的發動機技術和產業的專業解讀,謝謝支持!











銳引擎


本田新一代混動雅閣上面那臺2.0L自然吸氣發動機,最高熱效率40.6%,豐田全新的2.5L自然發動機,最大熱效率41%(混動車型上的),相比之下非常接近,它們在技術上的優化也比較接近。

本田上一代混動車型上的發動機,最大熱效率已經達到了38.9%,這其實已經很厲害了。最大熱效率這東西,要說作用也不是很大,提升一點對油耗的幫助微乎其微,但要是想提升一點說起來很簡單,做起來很難,現在暫時也只有日系車在這一塊鑽研了(本田、豐田、馬自達)。

提高最大熱效率,無非是提高壓縮比(或者說膨脹比),加大EGR(廢氣循環),豐田也是採樣了這樣的辦法(都是進一步稀薄燃燒的辦法)。提高壓縮比容易,但是要解決爆震的問題。它們一是採用米勒循環(可以有效降低爆震和缸內溫度),二是減少機械方面的摩擦。

總體來說,提升最大熱效率在技術上的進本是很難得的。如果技術進一步突破,讓渦輪增壓發動機的最大熱效率也提升到這個水平,那在排放環保方面是不小的進步。


老胡評車


你說的應該是本田旗下那款大量應用於type R車型上,俗稱紅頭機的K20吧~~
雖然它的排量只有2.0L,但它的最大馬力可以達到225馬力,最大扭矩為196N.m。因為採用了鑄鐵缸體,強度更加皮實耐操,所以改裝潛力非常大,據說,改裝界至今沒有人能完全發揮出它的最大潛力~~

很多人認為思域已經很牛掰了,號稱“秒天秒地秒空氣”


,不過在紅頭機面前,它也只是個小弟。
把這臺紅頭機改裝到500馬力,只能說跟玩似的,說它是一個傳奇,似乎誇張了點,不過這就是本田發動機廠的造詣~~

因為沒有開過,所以具體怎麼樣,還真不知道,以上源自道聽途說,聽聽樂呵樂呵就行了,反正也買不到~~


啟名星


那只是本田造發動機的技術標杆,或者說是指標,更是它技術實力的彰顯。但作為普通乘用車主來說,個人覺得沒啥崇拜的,這裡有兩個主要原因:其一,作為普通乘用車主而言,發動機的耐用度才是首要考慮的因素;其次是日常油耗;第三是顏值;第四是日常使用的道路條件;最後才是技術參數。換句話說,最低的使用成本與最好的性能的最佳結合,才是王道。網上不斷的文章推崇高性能車,本無可厚非,但是如s2000之類的性能車,國內的道路條件和經濟成本,都不是普通消費者所能承受的。


豐步遼


牛逼得無以復加!在壓燃技術應用前這就是技術最強引擎了,豐田那臺用了直噴供油才做到41%!


頁sure


本田,已經不是以前的本田,我的奧德賽地球夢2.4到處滲油!比寶馬三系滲油還厲害。中缸滲,缸蓋滲,已經越來越嚴重了


x新哥


標緻雪鐵龍的底盤世界第一!

發動機大量出口歐洲。

安全性和性價比,

是所有車系中最高的,

特別是安全性!

平安是福!世界上沒有後悔藥,

開車關乎自己和他人的安全,

有眼光有品位重安全有責任心的人,

首選超高性價比的安全良心好車,

東風標緻雪鐵龍。

PSA是世界賽車冠軍車,

具有百年文化底蘊,

在世界上一直大賣特賣。

難道全世界就極少數國人懂車?

誰的生命不珍貴?

中國是PSA的大股東,

東風標緻雪鐵龍獲得國家汽車行業

唯一全國質量獎等多項大獎。

油耗跟駕駛習慣有關,

任何車一賣出立馬貶值。

生命只有一次,防患未然是必須的,

重慶被公交正面猛烈撞車女司機,

是雪鐵龍的車保了命,

還竟然安然無恙。

在汶川大地震中,

一輛東風雪鐵龍凱旋車被壓扁了,

照樣開,是史上最牛車。

要錢不要良心的職業法黑,

別有用心的睜眼說瞎話,

阻擋善良的人,

擁有安全性和性價比最高的

東風標緻雪鐵龍的機會,

他們不是禍害嗎?!


用戶66096703133


呵呵,當電池不行了就知道什麼後果了,豐田混動好得多,電池不行了照樣開


優曇婆羅70127285


不能評價 因為本田官方從來沒有宣傳過2.0地球夢引擎達到40.6的熱效率。只是網上車友們之間討論的一張數據圖。


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