雷凌双擎上的1.8L,98匹的发动机为什么参数这么难看?是出于哪些方面的考虑?
节油考虑_ECVT双擎系统需要温和驾驶可勉强节油
- 内容概述:米勒循环伪「阿特金森」概念解析,ECVT系统内燃机简配的尴尬。
丰田品牌的「双擎系统」指车辆同时具备内燃机与电动机两台引擎,引擎是engine的音译,国内习惯称之为发动机,港台地区比较习惯用音译使其成为舶来词(类似于日文)。这套系统装备的内燃机普遍理解为阿特金森循环,然而丰田其实是撒了一个弥天大谎,因其内燃机并没有特殊的循环结构,只是为规避米勒专利换个名称而已。(下图为阿机结构特点)
知识点1:丰田汽车使用的内燃机为【米勒循环】。汽车装备的内燃式热机有「进压爆排」四个冲程,因为燃油需要在喷油进气后压缩产生高温使其蒸发,气态混合油气才能有高效率的燃烧状态。普通的性能机多使用奥托循环模式,在压缩冲程中延时关闭进气门,使部分混合油气在压力作用下回到进气歧管,随后燃烧做功实现相同的膨胀比(膨胀做功),参考下图。
知识点2:米勒循环理论上“可以节油”但实际都会费油!原因为压缩冲程排出了部分混合油气,这就等于节省了部分燃油实现了相同的膨胀比;但是也不要忘记什么叫做【内燃机】!——这种机器是依靠燃烧燃油产生热能,再将热能转化为机械能的机器;米勒循环燃烧的燃油变少了,产生的热能(扭矩)显然也会更低,扭矩有多重要呢?
知识点3:扭矩×转速÷常数×倍率=马力。常数倍率不变,转速总会限制在相当的范围内,那么扭矩小自然马力就会很低;车辆的加速性能与极速水平就都会很差,在需要理想加速体验时就只能拉升转速提高输出马力,然而内燃机的转速越高油耗也就会越高。所以燃油动力汽车装备米勒循环发动机会差的一塌糊涂,但混合动力汽车倒是可以使用。
- ECVT的尴尬
电动机有恒扭矩发力的特点,指起步第一转就能爆发最大扭矩。米勒循环发动机的中低转速扭矩太低,输出的功率也会非常低;不过起步加速时可以利用电机辅助驱动,作用正是弥补这种内燃机羸弱的性能,同时实现内燃机的低油耗运行。所以双擎ECVT理论上确实能够节油,但实际情况也是很不理想,因其电驱系统的水平太差。
ECVT指集成发电电机和驱动电机的变速箱,参考卡罗拉雷凌两车的机器,其双电机综合功率也只有50kw多一些,单驱动电机低的一塌糊涂。这种小电机无法为性能的提升带来有效帮助,双擎E+插电混动版本破百成绩和面包车都有的一拼。所以最终还是需要拉升内燃机和电动机的转速去感受合理的动力,这种状态会让油耗和电耗都很高,当然当做“老头乐”来开总会低一些。
总结:米勒循环技术是可以利用的,但最理想的标准还是“奥托循环+米勒循环”切换。比如在起步加速需要性能时以奥托循环输出高功率,在巡航驾驶低功率需求时以米勒循环就能节油了;内燃机中的LSY型智能变缸2.0T类似于这种模式,其节油模式气门半开能实现相当的效果。
国产发动机比亚迪骁云1.5T则是真正的双循环,模式与上文所述的概念相当。而且米勒循环一定要通过高压直喷和废气涡轮增压系统增氧,以富氧状态燃烧能产生高很多的扭矩;所以骁云才有136kw/288N·m的高标准,这要比很多单奥托循环发动机的性能还要强。所以米勒循环可以利用,但是简配的NA机型是没有价值可言的。
编辑:天和Auto
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雷凌双擎上的1.8L,98匹的发动机为什么参数这么难看?是出于哪些方面的考虑?
双擎发动机使用的是1.8升阿特金森循环发动机,这种发动机与我们常见的发动机是不一样的,这款发动机的最大功率是73千瓦,最大扭矩达到了142牛米。但是阿特金森发动机的设计是不一样的,这款发动机的热效率高,油耗特别低,但是阿特金森发动机有一个缺点就是与同排量的发动机相比,他的动力会非常差。我们就拿丰田1.6升自然吸气发动机来说吧,它的最大功率达到了90千瓦,122马力,最大扭矩达到了154牛米,整体数据比煽情版的1.8升发动机动力更加好。
如果使用更小排量的自吸,无疑会使发动机经常高负荷运转,也会失去阿特金森循环高热效率的优势,丰田双擎搭载的1.8L,其动力仅是1.4排量发动机的动力 ,所以丰田只能“被迫”用更大排量的发动机来维持汽车所需的动力,不过大排量高热效率的优势,其油耗表现几乎是1.0排量发动机的水平。
雷凌双擎上的1.8L,98匹的发动机为什么参数这么难看?是出于哪些方面的考虑?
我来分享一下,关于这台丰田1.8L混合动力发动机的看法:
一、电气化趋势下的发动机性能一直以来我们传统的判别发动机水平高低的主要指标是看发动机的性能,性能越高,发动机水平越高。不过,随着电气化时代的到来,发动机技术逐渐和各种类型的混动技术相结合,由于电机在性能上的优势,发动机的性能指标逐渐变得不那么重要了,而发动机的效率指标将变得越来越重要,这也是为什么我们近几年看到厂家在宣传发动机的时候都开始强调热效率的原因。
丰田的这台混动专用的1.8L自然吸气发动机就是这种以效率为第一优先的开发理念。我们看到卡罗拉和雷凌的活动车型可以轻松做到4L/100km左右的油耗水平。
二、丰田1.8L混动发动机的技术方案丰田这台代号8ZR的1.8L的自然吸气发动机采用了阿特金森循环,和丰田最新的Dynamic Force2.5L/2.0L发动机相比,这台1.8L是丰田上一代的发动机。最大马力98匹,最大扭矩142Nm。单纯看性能的话非常一般。
由于采用了阿特金森循环,这台1.8L发动机的压缩比高达13:1,同时据说能够达到40%的最高热效率,这在目前的业界也是非常高的水平了。
1.什么是阿特金森循环
说到阿特金森循环,很多人用到这张动图。这个图展示了阿特金森循环的基本原理,也就是通过膨胀比>压缩比的燃烧方式来提高效率。不过最初设想是用复杂的曲柄连杆机构来实现,实际上这在实际开发和制造过程中并不现实。
因此,目前我们说到的市场在在用的阿特金森循环都是用另外一种方式实现的,也就是通过凸轮型线设计和气门正时控制来实现。
也就是采用进气门晚关来实现阿特金森循环,基本原理是:
阿特金森循环在压缩冲程的前期推迟进气门关闭时刻,把一部分已经进入汽缸的空气重新推回进气管中,然后待气门关闭后才开始真正的压缩。因此,实际工作时的压缩比没有几何结构计算的压缩比那么高。
在膨胀做功的冲程,全部行程都是做功的,膨胀比就可以达到几何压缩比的水平。也就是实际运行膨胀比会大于压缩比,更多的热量用于做功,发动机的热效率就提高了。
2.阿特金森循环的弱点
可以很容量看出,这种燃烧方式由于进气冲程把一部分空气重新推回进气管,因此相对于普通奥拓循环,阿特金森循环气缸内实际可红燃烧的新鲜空气是明显减少的。这也就是阿特金森循环发动机功率不高的原因。
但是,由于混合动力系统电机可以辅助发动机来提升性能,尤其是动态响应,因此高效但性能略低的阿特金森循环发动机就是一个比较好的选择了。
目前全新设计的阿特金森循环自吸发动机已经注意到了这个缺点,通过一些技术可以对这个问题进行改善。比如:
(1)马自达使用的4-2-1排气管设计可以提高充气效率。
(2)采用电动VVT来实现气门正时更大的调节范围,在大负荷一定程度的降低气门晚关带来的对性能的不利影响。
因此,我们也看到非混动的车型上也有很多开始使用阿特金森循环技术了,不过一般情况下比混动应用的压缩比会略低一些来保证性能不受太大影响。
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雷凌双擎上的1.8L,98匹的发动机为什么参数这么难看?是出于哪些方面的考虑?
出于燃油经济性考虑
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