发动机牛不牛？除了看功率和扭矩，还得看TA

作者： DearAuto
2019-06-24 20:15
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可以毫不夸张的说，“国六尾气排放法规”和“企业平均油耗标准”成为了高悬汽车企业头顶的达摩克利斯之剑。

中国国六尾气排放法规，污染物限值与欧6相同，蒸发排放和OBD接近美国，综合而言已经是全球最严排放法规，今年7月份起正式在国内部分地区提前实施；另按照中国政府的规定，到2020年，汽车企业平均油耗标准要达到百公里5升！

为满足苛刻的排放标准和降低企业平均油耗，发展新能源汽车，设计轻量化车身，推出小排量涡轮增压发动机车型以及混合动力技术成为多数汽车企业的选择。

但以目前来看，新能源汽车在可预见的未来不可能大规模普及，今年1-5月，新能源乘用车累计销量达44.2万台，占乘用车销量的5.2%。

DearAuto预测，2020年，完全不使用传统内燃机的汽车比例约在6%上下，在相当长一段时期内，传统内燃机仍将占主导地位。因此，不能把期望完全寄托在新能源汽车上，如何提高传统内燃机的效率才是现阶段的工作重心。

所以目前大多数车企还是把目标瞄向小排量涡轮增压发动机，力求用最少的燃油，输出更多的动力。

在众多品牌中，长安汽车最新公布的蓝鲸动力1.5T高压直喷涡轮增压发动机，最高热效率达到40%！若这款发动机也参加沃德十佳发动机评选的话，很可能入围。

最高热效率达到40%是什么概念？

发动机的热效率是发动机输出的机械功与发动机燃烧产生的化学能的比率，也就是说发动机有多少化学能转化成了机械动力。一般情况下，燃烧相同的燃油，热效率越高，转化成的机械动力越多，既热效率高，油耗就低，燃油经济性强。

在热效率方面，目前柴油发动机比汽油发动机高，而汽油发动机热效率中，马自达新一代的创驰蓝天自然吸气发动机的热效率整体水平最高，达到42%（部分工况下能实现，但对油品质量要求也极高）；普通汽油车发动机的热效率在33%-38%左右。

对发动机而言，热效率提高每1%都是很困难的，因此，这也是一台发动机技术水平的最重要体现。

涡轮增压发动机，因为压缩比的限制、更多的热损失，热效率一般不如自然吸气发动机。作为一款涡轮增压发动机车型，蓝鲸动力1.5T高压直喷涡轮增压发动机的热效率能达到40%，那是相当不容易的。

为什么能实现这么高的热效率？

6月4日，长安汽车于重庆长安汽车全球研发中心举办“中国芯•驱未来”为主题的蓝鲸动力品牌发布会，会上公布的PPT吸引了我的注意。

关键词一：350bar高压直喷

2017年入围沃德十佳发动机评选中的福特EcoBoost2.3T涡轮增压发动机，用上了福特当下最先进技术，缸内直喷压力也不过200bar。而蓝鲸动力1.5T高压直喷涡轮增压发动机缸内直喷压力竟高达350bar！

更高的燃油喷射压力是有利于提升燃油雾化水平，加速混合气形成，提升燃烧效率，使发动机的动力性能和燃油经济性都有所提升。

不过，使用了压力更强的直喷技术会造成发动机在工作温度高、燃烧室压力大，涡轮增压发动机发生爆震的几率更大，极易损坏发动机。

为此长安汽车蓝鲸动力研发团队选择从源头入手——爆震的根本原因就是燃烧室温度过高，长安采用外置高效水冷中冷系统，同时采用缸内直喷技术，降低燃烧室的温度从而抑制爆震发生，最大限度地发挥发动机的性能，并提高了耐久性，品质更有保障。

除此之外，采用外置高效水冷中冷系统还有另一大优点，就是相比外置式的风冷中冷器，水冷式中冷器的体积更加紧凑，管路也更短，可以尽可能的贴近进气歧管，所以涡轮延迟的问题也被相应的降低了一些。

关键词二：1250转即可达到峰值扭矩

在1250转时就能爆发峰值扭矩，是目前量产涡轮增压发动机中，最大扭矩输出转速设定最优秀的表现。

在1250转时就能达到扭矩峰值，涡轮增压发动机中很少见，如搭载在奔驰B级车型上的1.6T M270发动机，在1250转时达到200Nm的最大扭矩，并一直持续到4000转。宝马N20发动机也能在1250转时就能达到扭矩峰值，最大扭矩可以一直持续到4800转。

蓝鲸动力1.5T高压直喷涡轮增压发动机是我所知的第三款，可见越低转数越早实现峰值扭矩的设计难度很大，成本很高。

据悉，蓝鲸动力1.5T高压直喷涡轮增压发动机采用了双出口集成排气歧管+双涡管电控涡轮增压（宝马发动机也是如此设计），才有效降低了涡轮迟滞，真正实现“零”延迟。

对消费者来说，意味着什么？若日后你有机会驾驶搭载该发动机的车型，你会很明显感受到，一踩油门，动力瞬间就到。遇到堵车时，再也不会发生不踩油门不走，踩了油门涡轮刚介入就被迫踩刹车的突兀感。

关键词三：低粘度机油0W-20

一般来说，机油的标号越高，就代表机油粘度越高。粘度高的机油可以形成更厚的油膜，防止发动机出现过度磨损甚至拉缸等现象发生。但如果机油粘度太高又往往会适得其反，在低温下流动性欠佳，使得发动机运转的内阻增加，导致发动机的热效率不高，在冬季这种现象尤为明显。

而低粘度机油则一般不会存在这种现象，即使冷车启动，由于此时机油本身就拥有较高的流动性，所以不会对发动机内部运转带来较大的阻力，又由于机油粘度低还减少了发动机内阻，提升了动力输出水平。因此，具有更高低温流动性的低粘度机油，可以在冷启动时迅速地建立起油压，最大限度的保护发动机，防止发动机出现磨损。

这种发动机设计明显更适合国内绝大多数开车只为20公里以内代步的车主频繁冷启动的驾驶习惯。

虽然低粘度机油流动性更好，但也带来另一个问题。由于温度的升高，润滑油的油膜在此时就会变得稀薄，此时HTHS（高温高剪切，可以简单理解为油膜强度）这个机油指标会明显下降，此时高速运转的发动机零件表面，就容易出现油膜撕裂，出现金属与金属直接摩擦的现象。

为此，能使用低粘度机油的发动机，还需要一种技能——先进的金属加工工艺。先进的金属加工工艺生产的发动机零部件可以拥有光滑度极高的表面，这样能够大幅降低摩擦系数，降低了阻力，降低对润滑油油膜强度的要求。

蓝鲸动力1.5T高压直喷涡轮增压发动机敢使用低粘度机油 0W-20，说明它要么已找到了世界一流的供应商提供零配件，要么已在发动机的生产制环节大大提升了金属加工工艺，实现了突破。

关键词四：劲、净、静

当然了，上述说的几个关键词都属于硬件范畴，而蓝鲸动力1.5T高压直喷涡轮增压发动机是否真的能实现40%热效率的同时又能保证动力的输出，还得看其喷油策略，燃烧系统是否敏捷，有没有像可变气门正时以及气门升程可变等相关的技术。不过这些信息属于长安汽车的内部机密尚未公布。但我从长安汽车该项目负责人那拍到了世界主流发动机的热效率对比图。

图表来自丰田已正式对外公布的一篇论文，横向坐标是热效率，纵向坐标是升功率，绿色▽是蓝鲸动力1.5T高压直喷涡轮增压发动机，☆是丰田分别搭载在凯美瑞燃油版和凯美瑞双擎的TNGA发动机，红色☆是丰田最新的V6发动机。

谈到热效率的同时，我们不能忽略升功率。两者兼顾才是最理想的，仅仅热效率很高，动力不够，没有用。蓝鲸动力1.5T高压直喷涡轮增压发动机升功率做到了67千瓦，升扭矩达到了200牛米，考虑到该发动机日后兼容48V、HEV、PHEV、REEV设计，以目前的技术来说，这个已经做到极致了，是媲美丰田的世界级一流发动机。