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全域专混混动车型优势揭秘 混动专用发动机解析

来源:镜头汽车资讯   发布时间:2025-01-05

谈及“卷”在混合动力领域的地位,恐怕在国人心中,长安汽车恐怕只能屈居第二,无人敢称第一。就在昨日,长安汽车一口气推出了三款全新发动机,它们分别是1.5L自吸发动机、混动1.5T发动机以及纯燃油版的1.5T发动机。其中,前两款发动机是专为混合动力系统设计的,而关于这些发动机的具体参数,我早已了如指掌。但由于保密协议,我只能在今日与大家分享这些信息。今天,我将重点向大家介绍混合动力专用发动机。

众所周知,大家对于参数都十分关注。其中,1.5T混动专用发动机的额定功率达到了110kW,最大扭矩为220N·m,热效率更是高达44.28%;而自然吸气版本的1.5L发动机同样适用于混合动力系统,其额定功率为72kW,最大扭矩为125N·m,量产热效率可达到43.31%。

在技术层面,长安此次发布的发动机采用了许多行业首创的技术。

首先,发动机并未采用GPF颗粒捕捉器,却能满足国六b-RDE的排放标准。全球范围内,排放标准最为严苛的当属欧洲和中国。颗粒捕捉器犹如一个“垃圾收集器”,在尾气排放至大气前,会再次收集尾气中的颗粒物,以达到净化尾气的目的。然而,颗粒捕捉器存在一个缺点,它会导致废气排放不顺畅,严重时甚至可能堵塞,进而降低发动机的功率,甚至引发异常。此前,大众就曾因此吃过亏。长安此次能够舍弃颗粒捕捉器,可见其在这几个发动机的燃烧部分投入了极大的努力,力求让气体燃烧更加充分,减少有害气体的排放。

那么,如何让汽油燃烧得更加充分,从而充分利用每一滴汽油的能量呢?长安此次率先采用了500Bar缸内直喷系统。

500Bar燃油喷射系统 当前行业主流的燃油喷射压力为350Bar,那么350Bar究竟意味着什么?1Bar相当于1.01972kgf/cm2(千克力/厘米2),那么350Bar就相当于在一个指甲盖大小的面积上踩上一头350公斤的小牛。因此,500Bar相当于占有一头500公斤的公牛。Bar数越高,汽油的雾化效果越好,雾化效果越好,燃烧就越充分。

在其他方面,长安还采用了最先进的150mj高能点火技术。更高的点火能量可以使电火花更加稳定和持久,通常与低压EGR配合使用,能改善燃烧不稳定,降低氮氧化物排放,提高燃油经济性。此外,该发动机还拥有非常恐怖的行程缸径比,高达1.45!因此,压缩比达到了16:1的超高压缩比(增压直喷机型:15:1)。

当然,这类混动专用发动机还拥有许多先进的技术。由于长安发布会时间有限,关于低摩擦、热管理等部分未能提及。接下来,我们将探讨一个“混动专用发动机”所需具备的技术要点。

为什么需要混动专用发动机?

在瑶光CD-M上市发布会上,奇瑞星途提出了“全域专混”概念,混合动力专用平台、变速箱、发动机、电池等四大部分,在研发之初就是为了混合动力,并非像过去那样进行修修补补。

为什么需要全域专混?让我们回顾一下混合动力的发展历程。

第一代混合动力系统的特征是油改电,续航多数低于50km,油耗高、体验差、可靠性差,经常出现故障;它们的特征是简单粗暴地在发动机和变速箱之间加一个P2电机,虽然有电机,但本质上还是依赖发动机。

第二代混合动力系统的特征是以油为主,可靠性得到大幅提升,油耗进一步降低,但噪音和续航问题仍未解决;例如我们看到的初代I-MMD和THS2.0,电池容量基本为一度电左右,其思考原点还是以油为主,电机的作用是让发动机尽可能维持在高效区间运转,类似于“削峰填谷”。

第三代混合动力系统的特征是以电为主,续航能力和能耗取得突破,多数采用单挡技术,但依然存在高速油耗高、易失速、智能化不足等问题;例如DM-i,在i-MMD基础上增加一个大电池,再将驱动电机的功率提高一些,使车辆在中低速时更加趋向电车,但高速失速问题依然存在。

第四代混合动力系统的特征是全域专混。例如我们现在看到的奇瑞CD-M,专用的发动机热效率有更大的突破;多挡DHT变速箱更有利于高速行驶;专用的M3P电池解决了磷酸铁锂和三元锂电池的先天不足,低温性能更好、能量密度更高;专用的架构,可以使电池、油箱全部框在车身中部,避免尾部碰撞时出现危险。

混动专用发动机需要哪些技术?

作为一个省油的发动机,我们听得最多的是“阿特金森循环”和“米勒循环”,甚至到后来你还会听到细分的“深度米勒循环”。其实,主要原理就是让膨胀比大于压缩比,通过控制进气门提前关闭,从而实现“做得多,吃得少”。顺便说一句,市面上的阿特金森循环都不是真正意义上的阿特金森,本质上还是“米勒循环”,只是运用电控实现了阿特金森循环的效果。一般来说,目前要站在中国混动专用发动机第一梯队,压缩比至少要达到15-16,热效率至少要达到43%以上,才有资格谈论你的技术。

米勒循环只是一个基础,但还不能成为一个专用的混动发动机。

混合动力专用发动机会拥有大量的技术为热效率服务,例如我们之前提到的深度米勒循环,通过制造更大气门关闭时刻角度(IVC),来制造更大的膨胀比、压缩比比例。据了解,深度米勒循环能够比常规循环热效率提升1.5%左右。

低压EGR 低压EGR也是混动专用发动机常见零件,一般会与高能点火一起使用,例如长安和奇瑞都采用了低压EGR(低压EGR不同的厂家拥有不同的前序名字,例如全域耦合、宽域冷却……)。低压EGR可以拥有更高的EGR率,奇瑞的数据大约能达到25%-27%,用通俗易懂的话讲就是进更多的废气,同时可以降低燃烧温度,损失的热量更少,做工更多,而且还不容易爆震。相比涡后取气的高压EGR,节省燃油0.5~1%,总体热效率提升1.5%。

高压燃油喷射与全可变机油泵 高压燃油喷射相信大家都听得很多,前面已经提及,这里就不再详细展开。相信随着长安的500Bar直喷系统在国内率先搭载使用,以后的国内混动专用发动机一定会越来越常见。

顺便一提油泵,由于混动车型发动机的工作模式与以往常规汽油车发动机的运行模式有很大不同,一般来讲,我们可以看到二级可变和全可变两种机油泵,全可变排量机油泵更接近按需供油,油压低,机油泵消耗的机械功少,附加损失功少,输出更高的有效功率,降低发动机机械损失,提高发动机机械效率。

高滚流比气道 有了高压燃油喷射,当然就少不了高滚流比气道。滚流比是指燃烧室内滚动的混合气转动速率和发动机的转速的比率,数值越大说明缸内气流动能越大,混合气燃烧越充分。想要一个高的滚流比,涉及到的因素可能会比较多,例如进气道的设计、活塞顶部设计、缸盖设计等等。

涡轮增压 涡轮是节能增效中非常重要的一环,绝大部分的混动专用发动机的涡轮增压器都已经是电子涡轮,拥有低惯量、响应快,电子执行更加精准。关于这种混动的涡轮增压器,皓瀚·马赫电混DH-i也提出了一个混动专用VGT(可变截面涡轮增压)技术的概念,大概意思就是这种几何可变截面涡轮更加适合混合动力车型,更加节能高效之类的。

智能热管理 同样是基于混合动力专用发动机的工作特性,一时停止一时工作,而且工作的转速相对平稳,所以一般会采用电子水泵来取代机械水泵,全电子水泵转速与发动机转速解耦,实现按需供水,例如发动机冷启动时,可以降低水流快速热机,降低摩擦。

这次关于混动专用发动机的内容先介绍到这里。其实还有很多内容,展开说下去的话一天都讲不完,我只挑选了一些内容来讲。接下来,我还会讲述混合动力专用变速箱。