判断一款发动机先不先进是看数据,还是看热效率、可靠性加耐用性?
判断一款发动机是否先进单看参数数据是不行的,因为动力参数高的发动机也有技术不先进的存在;单看可靠性也不成,可靠性本身在机械层面上看可以理解成代表先进性,但在技术领域可靠与先进完全是相悖的,越先进的机械的可靠性往往是越差,比如美国的航天飞机公认的具有先进性,但摔的差不多了!阿卡47公认的不先进,但可靠性优秀;而热效率在一定的框架下可以代表先进,但又不能完全代表先进;所以评价内燃机是否现金比拼的是综合性的素质,而不是单方面的强弱!什么是热效率?
内燃机的热效率实际上就是指内燃机中转变为机械功的热量与所消耗的热量的比值,简单点说就是燃烧燃油产生的可以转化为机械能的热量与燃烧总热量的比值;从字面意义上看热效率当然是越高越好,实际上想提高热效率也是极为困难的,但实际上高热效率并不等于就真的省油,或许这个说法可能颠覆了很多人的认知,但实际上热效率的高低只是从发动机层面上入手,而将发动机装入车内形成整车的综合层面,热效率的意义就变得虚无缥缈了!
为什么说高热效率不一定省油?热效率的高低的确是评价一款内燃机好坏的重要参数之一,这一点无可厚非,但我们谈及油耗的时候只会说某车的油耗是多少,而不会说某发动机的油耗是多少,这就是因为当发动机离开台架进入发动机后,它自身的意义就发生了偏转;如今的车企很喜欢宣传自己家的内燃机热效率有多么、多么高,但宣传这种峰值热效率的意义是什么?内燃机的热效率并不是固定不变的,而是随着发动机的负荷改变而发生改变,峰值热效率高的确代表在这个工况下的燃油经济性更好,但我们实际用车的时候就真能保持发动机在峰值热效工况下工作么?其实做不到的,能不能省油靠的不是峰值热效率的高低,而是由实际用车中咱们经常能达到的热效率来决定,也称之为“综合使用热效率”,哪辆车在实际使用中的综合热效率越高,哪辆车的燃油经济性就更好;举一个实际的例子,某发动机峰值热效40%,但需要发动机在2500转时才能达到,而我们保持2500转的转速匀速巡航就能换来最佳燃油经济性,但实际上在市区还是高速我们都很难保持在发动机2500转匀速行驶;所以峰值热效率高代表了发动机的极限潜质,但并不代表实际的表现就理想!奔驰打造出过峰值热效45%的1.6T竞赛发动机,但这款发动机的峰值热效转速甚至达到了7、8千转以上,所以高热效率不是不能堆,重点在于堆高的热效率有多少能为我们所用?对的高不一定就先进,我们能用到的高才是先进!发动机在台架上能达到40%热效,但在实际使用中只能达到37%左右,这叫先进么?
高热效率与涡轮增压体系的冲突要实现更高的热效率增加压缩比是最重要的一环,而压缩比增加就等于实际增加了发动机点火前的缸压、温度(气体压缩程度越大,释放的热量越多),产生爆震的几率就更大,为了抑制爆震最好的办法就是提高燃油标号,依靠更高的辛烷值来降低燃烧的速率从而对爆震实现抑制(补充下创驰蓝天依靠考托循环+阿特金森循环来实现可烧低标号);而引入涡轮增压概念之后,发展高压缩比的思路就受到到了制约;因为涡轮增压给气缸灌入了已经压缩的气体,也就是说涡轮增压发动机点火前的缸压并不是标定的压缩比能够体现的,压缩比为11的增压发动机的点火前缸压远比压缩比同为11的自然吸气发动机要大得多,因为增压发动机缸内的空气在活塞压缩前的压力就比自然吸气大,所以注定了涡轮体系民用发动机不可能有过高的压缩比(别去和F1的赛用增压比,人家是不考虑寿命,而燃油在百号基础上又添加各种抑制爆震的添加剂),民用涡轮增压发动机增压值越大,压缩比越低,而压缩比低了就不要谈什么热效率了(不可能高),所以对于一些高增压发动机来说热效率都超低,但能说这些高性能发动机不先进么?比如A45上的M133涡轮增压发动机,它的压缩比只有8点几,热效率也不高,可能说它不先进么?
评价内燃机是否先进往往需要多维度、多方面去考量还是上文中的例子,M133发动机虽然压缩比不高、热效率也不出众,但是它可以承受接近1.8Bar的增压值,而咱们的民用2T最大也不过才0.9Bar,所以M133的缸体极为坚固,这体现出了奔驰在铸造方面的先进技术,这是不是您所问的先进?再看看本田造发动机的极端高转速、日产的真圆加工,这一切都是需要以先进技术作为依托的;超跑的发动机热效率肯定没有丰田高、燃油经济性超低、不可靠、耐用性也不如民用车那么它就不先进么?所以先进是个范围很大的词,它并不是仅仅依靠动力参数、可靠性、热效率、耐用度就可以体现出来的;机械领域的先进性往往存在于各个层面之上,小到一个螺丝、一种涂层都能体现出是否先进,同样依靠先进技术打造的产品实际的表现不一定就好,所以先进不先进不是我们想象的那么简单!内燃机的发展历程就是在向更低的排量、更小的体积、更少的缸数、更高的升功率、更低的能耗所发展,这就是内燃机的进化之路,不要管应用了什么技术,只要符合这五个维度就能体现出先进性;优质的应用能力即代表最真实的先进!

判断一款发动机先不先进是看数据,还是看热效率、可靠性加耐用性?
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由于汽车属于精密化零部件的组合体,它涉及到冶炼、机械、电子、电气、纺织等几乎所有的工业产业,所以我们常说一个国家的汽车制造水平如何往往能从侧面反应了这个国家的工业化水平高低。纵观全球各大工业强国可以看出没有一个不是汽车制造强国,而发动机又是汽车的“心脏”属于汽车最顶尖最难攻克的技术壁垒。因此,可以说发动机的好坏很大程度决定了一辆车的质量是否“过关”,是一个汽车品牌生存的根基。如果细分的话一款发动机的先进与否涉及到方面太多了,包括材质、用料、设计、技术搭载软件适配以及耐用性、稳定性等各个方面。虽然我们不能细分了解到每个方面,但是这些方面科学结合起来会通过特定的直观信息表现出来,这些信息就是我们对比一款发动机好坏、先进的一个参考依据。那么最简单的判断一款发动机是否先进应该参考哪些方面呢?
热效率发动机的作用就是通过燃烧化学能释放能量产生高温、高压推动活塞运动从而带动曲轴做功传递机械能。热效率就是发动机输出的功与燃烧燃料(油、气等)产生的能量之间的有效比值。这个比值越大代表燃烧的更充分、燃油利用率更高、能量转化的越多。因此,相同排量下热效率高的动力就强,燃油更经济,排放也更少。举个例子:如果热效率30%表示燃油产生的能量仅有30%被有效利用,剩余的70%能量都被以各种形式浪费掉。目前在售车型大多数发动机的热效率都集中在33%-38%之间,那么大家都知道提高热效率有好处为什么不努力提高呢?技术难以达到,技术达到后材质、工艺或者耐用性甚至成本等任何一个环节都可能导致其并不适合量产,只能在实验室。目前比较高的热效率有以下几个代表:大众EA211的1.5T可变截面涡轮增压发动机,热效率37.5%;本田L15B涡轮增压发动机,热效率38%,本田2.0L混动发动机,热效率40%;丰田Dynamic Force 2.5L自然吸气发动机,热效率41%,2.0L热效率40%;马自达Skyactiv-X压燃发动机,热效率50%;现代集团SmartSream发动机,热效率接近50%。
压缩比压缩比就是活塞在下止点时的气缸容积与活塞在上止点时气缸容积之比,也就是气缸的最大容积和燃烧室容积之比。比如每个气缸的排量是500ml,其燃烧室容积为50ml,那么它的压缩比就是10比1,理论上增大行程和减小燃烧室容积都能有效增大压缩比。但是,对于汽油车来说增大行程并不是最有效的提高压缩比方式,因为汽油发动机的行程一定,增大行程并不能很好解决燃烧室压缩体积提高燃烧效率的问题,所以车企都致力于减小燃烧室体积从根源上提高压缩比。压缩比的提高在很大程度上能提升动力和燃油经济性,简单的说压缩比越高点燃后产生的压力越大、燃烧更充分能量越大,产生的推动力越大抵消对抗压力后,传递出来的动力越强。那大家都使劲提高压缩比不就行了?还是技术和材质的限制。因为压缩比太高会出现最明显的问题就是爆震,爆震就是混合气体在点火前就自行燃烧,这是一种不规律不正常的多点燃烧情况,会造成缸内压力不均匀、发动机无法有效工作,严重时造成气缸及连杆损坏。所以,均质燃烧、稀薄燃烧、改变点火提前角等技术都是为了提高压缩比。但碍于技术和稳定性的限制压缩比和热效率一样都只能逐步提高,不可能一蹴而就。所以,各大车企的调教必须都是以稳定为前提。
技术搭载发动机技术的搭载可以在不改变气缸结构的情况下来实现性能或者燃油经济性的提高。比如我们常说的针对进排气侧的气门夹脚调节、优化进气滚流、连续可变气门正时、气门升程、双气门正时升程等;在冷却系统中的水冷中冷器、双循冷却设计等;在结构上的集成缸盖、集成排气歧管、单双顶置凸轮轴等;在喷油系统上智能双喷射、直喷、混合喷射或者马自达的压燃等;在废气处理上提高废气再循环率、降低排放;在工艺采用强度和精度更高的材质等;在机油循环系统上采用智能电控机油泵等等。发动机技术的搭载当然是越多越好,但是发动机并不是各种技术的堆砌产物,它仍需要综合考虑耐用性、可维修性、稳定性和量产成本可控性等各种条件。比如偏向性能的发动机一般注重进气侧的调教,偏向经济性的发动机一般会中和进排气侧的兼顾调教。又双增压肯定有优势但是平民家用车也没必要搭载。
可靠性、耐用性可靠性和耐用性是所有发动机必须遵循的基本前提。一款性能再出色,热效率、压缩比都很高,搭载各种先进技术的车如果可靠性和耐用性得不到保证,它顶多算是个实验半成品。而可靠性和耐用性主要体现在发动机的设计和制造工艺技术上,因此各个品牌都在可靠性和耐用性上不遗余力的发展。从缸体材质到连杆到曲轴,从冶炼到研磨到抛光,从精度控制到喷涂材质等等甚至是一条皮带、一个螺丝都考验着你的技术实力,每个环节都涉及到各个品牌的工业硬实力水平。比如博世这个汽车精密部件供应巨头,它几乎能生产汽车所有精密零部件,也是全球最大的汽车精密部件供应商,涉及的领域多到汽车每个角落。又比如法雷奥这个巨头也是汽车重要精密零部件的供应商,别看丰田产业链那么全,它的很多东西也得用博世的。发动机很好制造,但是稳定耐用的发动机就不好制造了,而在稳定耐用的前提下还得保证动力、经济还得提高压缩比、还得保证便于维修最后还得价格便宜适合量产,综合各个因素这就难上加难了。所以,最简单的民用汽车已经考验了这个国家的工业水平,因为它涉及的面太广了,并且每一方面都有苛刻的要求。稳定性它不是新技术的搭载和应用那么,理论上的东西还得靠实践来反馈才最真实。
数据发动机的数据仅仅是一个表象参考,相当于把发动机的各种技术、工艺、设计、结构综合以后得出来的最直观的一个“数据代表”作为一个参考值。因为不可能每个人都是发动机工程师,就算是工程师也不可能完全知道发动机制造的每个技术和工艺细节,所以对于我们这些外行来说它有一定的参考意义。发动机的数据主要有两个:扭矩和功率,理论情况下相同排量的发动机谁的数据越高代表越好,但是发动机是一个整体又不能只看参数。然而发动机的生产和研发又不是我们消费者能够左右的,所以它的好坏还得看市场反馈。不过有人说新发动机短期又看不出市场反馈怎么办呢?其实车企的实力占了很大一部分影响因素,然后所谓的新发动机都会借鉴原有发动机的成功经验,再结合现有技术的搭载和应用会给人一个预期评估。
因此,判断一款发动机是否先进可以先参考数据,然后了解它的企业实力,熟悉它的技术搭载和应用,最后对比老款相似款的市场回馈对新款做个市场预期。
判断一款发动机先不先进是看数据,还是看热效率、可靠性加耐用性?
如果看发动机数据可以的话,那我们的国产发动机岂不是技术已经到Top阶层了?看一款发动机怎么样,需要综合开比较!我认为先进的发动机应该是在现有的技术基础上,把发动机做的更成熟,发动机各项数据指标做的更加稳定完善!欢迎关注“汽车概况”!
有的发动机数据就是漂亮,发动机扭矩大,功率也大,但就是费油,并且发动机噪音振动也不好,把这款发动机放在家用车上,肯定就不好啦!
还有的发动机,是三缸机,比如1.5T三缸机,功率和扭矩调教的比四缸机1.5T都大,但就是是三缸机,导致整个发动机振动大,噪音大,耐久性也有待考验,把这款发动机放在车上,整车性能会被拖后腿!
另外发动机材质也可以决定技术先进与否,材质决定了发动机质量,散热程度,材质越轻,强度越高,散热性越好,发动机技术也越高!
还有的发动机,各项数据都很漂亮,噪音振动都俱佳,但是输出功率和扭矩不稳定,不稳定造成的后果就是,每测试一次数据都有一个结果,结果之间差异非常大,我们肯定也不能说这个发动机好!
我认为一个好的发动机,技术先进的发动机,应该材质优良,电控系统灵敏前言,发动机散热系统完善; 最大转矩爆发转速区间较大,最低值越小,性能越好; 同等排量发动机所输出的扭矩和功率越大越好; 发动机最好转速值越大越好; 发动机扭矩输出越稳定越好; 发动机热效率越高越好; 发动机振动噪音越小越好!
以上是我的观点,你是怎么认为的?欢迎关注“汽车概况”并留言评论。
判断一款发动机先不先进是看数据,还是看热效率、可靠性加耐用性?
目前市场不管是哪款发动机能耗损失都在50%以上,众多厂商基本上都是在制作工艺和电控技术上下文章,始终都没有逃离往复运动的惯性能量损耗。往复式活塞运动每次做功活塞到达终点都要克服了惯性力后重新起步往下一个终点,重复着新的能量消耗,所剩动力寥寥无几。活塞连杆质量在运动中每一次行程到达终点时能量损耗大约在10%左右,四冲程发动机活塞往复四次就要损失40%能耗,再者摩擦、附件能耗就要占有20%∽10%,差异就看做功了,所以说,在四冲程发动机的框架下,你不论怎么努力只有10%的提升,永远都达不到60%以上!
是不是穷途末路了呢?内燃机发展到极限了呢?!不是!其实人类在内燃机上认识只才刚刚开始,还在婴幼儿阶段。人们求知若渴、探索发现欲望从未停滞。工程师菲利斯·汪克尔总结前人成果实现了转子发动机输出澎湃动力,转子发动机技术特点是往复式活塞发动机不可比例的,马自达公司对转子发动机有独有钟爱,工程师们的努力下转子发动机创造了曾经的辉煌,然而瑕不掩疵,如果脚步停留只能被抛弃,时代渐而遗忘曾经落寞的王者,难道就没有回天之术了吗?
一种新型转子发动机即将面世!新型转子发动机技术是将汽缸活塞融入转子发动机的一项新技能,采用旋转的汽缸被内外齿啮合运转作“8”字形运动,与固定在中心轴位置的活塞实现做功冲程。本发明既解决了气密性难题、润滑难题,又解决了活塞往复直线运动的能耗损失。
判断一款发动机先不先进是看数据,还是看热效率、可靠性加耐用性?
判断一款发动机先不先进,确实从热效率可以体现,因为热效率是每一个发动机制造商所持续研究与追求的。热效率为什么会排在首位呢?因为热效率包含了发动机的很多性能,包括:空燃比、冷却管理系统等等,这也是发动机的核心技术。
热效率到底有多重要汽油发动机,丰田的混合动力汽车,马自达的Sky Active X,斯巴鲁的稀薄燃烧涡轮等的热效率已达到约40%。到目前为止,将热效率从30%提高到40%已经花费了大约30年的时间。日产的目标是在2030年代中期达到50%。
2020年,一个重大新闻是,日本宣布结合了超稀薄燃烧和气缸内注水功能的发动机实现了52%的热效率。“ 50%实际使用量是惊人的!”与40%的热效率相比,它可将燃油效率提高约25%。换句话说,也就是行驶一百公里,可以节约四分之一的油耗。
发动机的“净最大热效率”是可以转换为发动机的有效功率的燃料的总能量之比。不能转换为功率的能量损失大致分为三种:“冷却损失”,“排气损失”和“机械摩擦损失”。
冷却损失是燃烧气体的热能从燃烧室(气缸)的内壁传递到外部并逸出的损失。由于冷却损失,发动机在运行时变热。排气损失是指燃烧气体的热能与排气一起损失的损失。最终的机械摩擦损失是由于各种活动零件(例如发动机中的活塞,曲柄,连杆和进气/排气门)的摩擦而损失。
达到51.5%热效率重点是“超稀薄燃烧”汽油的要点是“超稀薄燃烧”,实现这一目标的挑战之一是用常规点火技术很难点火。然而,即使将大量的放电能量施加到部分点燃,在火焰传播的时间与火焰熄灭和不传播的时间之间也存在较大的变化,并且燃烧可能不稳定。
实现超稀薄燃烧的关键是在燃烧领域引入了强大的“滚流(垂直涡流)”。表现了高湍流和稀薄燃烧的现象,并基于该结果,开发了能够稳定点火的点火技术。已经实现了超稀薄燃烧,其导致了低能量损失的低温燃烧,并且已经成功地证明了热效率的提高。
发动机压缩比都不敢说明,更别说热效率了?如果查看汽车的数据明细,你会发现,基本百分百的国产车都没有压缩比说明。然而德系车有一部分,而日系车相对比较多。压缩比其实也是热效率的一部分,但是有些很难查找,甚至根本就没有,我想大家都明白其中的原因。
判断一款发动机先不先进是看数据,还是看热效率、可靠性加耐用性?
判断一款发动机首先要看性能,然后是可靠性和耐久性。当然还有升功率、工艺性、便于维修性等等。
发动机的性能主要是万有性能,它决定了该发动机的速度和扭矩之间的关系是否适合设计用途,然后才是热效率等指标。
而可靠性和耐久性是决定该款发动机的成熟度和实用性最关键的标志,这两项不过关就不能商用。
例如,马自达的旺克尔发动机升功率非常高,但是可靠性和耐久性都达不到商业化标准;
再比如,太脱拉重卡的风冷高速柴油机,原本是为直升机设计的发动机,结果万有特性不适合飞机用途,恰好适合用在重卡。
一款发动机的成功需要经过很长时间的改进和完善,有时只能推倒重来。现代CAE技术、专家系统、加工中心和试验手段大大缩短了发动机开发周期,但是仍然需要十年甚至二十年时间才能打造出一款全新的性能卓越而且成熟的发动机。
有些皮尺公司仿制人家的成熟产品几十年,还不能造出性能可以达到标杆产品的发动机。
自主品牌的发动机多是依赖德国(AVL, FEV)或英国(RICARDO)的协助才完成了设计,台架检测性能基本达到设计要求,但是其发动机产品要达到成熟以及与变速箱和车辆匹配得如火纯青,还有很多验证和持续改进工作要做!
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