效率

■文：祁子鑫

效率

■文：祁子鑫

排放法规日益严格，汽车厂商必须改变思路，既想要动力又想要通过法规，只能从自身提升效率。

如果倒退几十年，那时候想要提升动力，思路就非常简单，无非就是加大排量，后来石油危机让政府和汽车厂商认识到油耗原来也是很重要的，于是政府开始通过限制排放降低对石油的依赖。比如欧盟规定在2021年之前将汽车二氧化碳排放量削减27%，新车平均碳排放达到每公里不超过95 g。降低排放最好的方式就是推出零排放的汽车，但苦于市场和技术限制，短时间内还无法达成，所以小排量和高效率发动机就成为应对政策的最佳方式。

汽车发动机通过将热能转化为机械能，驱动自身前进，而如何提升热效率，是当前的最热门的课题。目前汽油发动机的效率只有30%左右，柴油机略高，但也远没有达到100%，影响效率的因素包括摩擦阻力、不完全燃烧、热损失等等。从学术角度来说，在卡诺定理的推论下，即使没有摩擦力的理想机器，热效率转换也无法达到100%。

对所有汽车厂家来说，如何尽可能的压榨发动机效率，是近些年来的重点，具体方式例如通过减少机械内部的摩擦阻力，提升压缩比等等，比如马自达的创驰蓝天就是这个理论依据，通过动态压缩比，将发动机效率提升到30%。还有些厂商会通过使用增压器，再降低排量和减少排放的同时，保证足够的动力。另外还有一点值得注意，在相关的期刊可以发现，厂家对于单缸理想排量，500 ml是一个黄金数字。在单缸500 ml左右时，燃烧室的表面积与容积比例更容易达到高效率转化，比例过大，热能的大量流失会导致热效率下降。而从机械效率角度，摩擦力和气体进出气缸阶段的损耗也是最低的。

沃尔沃在近期推出了最新的3缸发动机，1.5 L排量，重量仅为99 kg，通过涡轮增压器辅助，最大功率达到132 kW，峰值扭矩可以达到265 N·m。更重要的是，这种思路可以扩展到该品牌下其它系列发动机，比如最新的Drive-E系列2.0 L发动机动力总成，由于更紧凑的结构，使其重量相比之前的产品减少最高90 kg，油耗降低最高达到35%。更高的输出功率使沃尔沃可以放弃以往的6缸和8缸发动机，如果再配合上电动机使用，其性能将进一步提升。不仅仅是沃尔沃，例如捷豹和宝马等品牌，也开始将小排量发动机放到越来越多的车型身上，比如揽胜已使用2.0T发动机，而宝马的2.0T也可以在旗下很多车型上看到了。

减少发动机类型，一方面可以控制排放水平，符合政策标准，另外通用的产品型号也减少了厂家成本，随着产品需求，灵活的改变自己产品的形式，减少不必要的支出。

沃尔沃Drive-E发动机包括多种系列，通过小排量配合涡轮增压器，能够达到以往6缸甚至是8缸发动机的性能

从3缸到4缸再到6缸，宝马均使用了单缸500 ml的设计思路，功率从100 kW到180 kW，扭矩输出能够从220 N·m到350 N·m，很好地涵盖了旗下2系到5系多款轿车，也包括SUV系列多款产品

捷豹路虎并没有彻底放弃V6和V8发动机，但现有的2.0 L增压发动机运用的越来越广泛，这个Ingenium系列不仅用轿车上，现款揽胜也已经使用这款发动机，排放法规越来越严格，小排量对于降低整体排放有很大帮助