6月15日,由中汽中心和一汽奔騰聯合舉辦,以“挑戰超高熱效率,燃擎奔騰中國芯”為主題,中汽中心最高熱效率001號認證在線夜在天津舉行。
1、中汽中心針對發動機熱效率發布了首個客觀公正的第三方權威認證,自此發動機的熱效率迎來了統一的評測標準。此項認證,對消費者選購車輛、識別發動機性能有重要的參考價值;對企業發動機領域技術能力的一種肯定,鼓勵行業聚焦汽車核心技術研發。
2、奔騰T77 PRO 1.5T第三代”智擎魔方”發動機的最高熱效率達到39.06%,獲得中汽中心官方的“能效之星”001號認證,是自主量產渦輪增壓發動機通過第三方權威認證的最高水平,代表自主量產發動機的最強實力,并達到國際先進水平。
3、目前國內外優秀的增壓直噴發動機的熱效率基本在37%-38%左右。奔騰T77 PRO發動機最高熱效率39.06%,超越了去年“中國心”十佳發動機。奇瑞瑞虎8的ACTECO1.6T,熱效率是37.1%;長安逸動PLUS的藍鯨1.4T發動機,熱效率是37.6%;海馬的1.6TGDI發動機熱效率是37%;也超越了日產KR20DDT 2.0T發動機的39%熱效率。
● 關于發動機熱效率
什么是發動機的熱效率?
熱效率即發動機內汽油燃燒產生的總熱能轉化成動能的轉化率。發動機熱效率=車輛動能÷燃油產生的總熱能×100%。發動機熱效率越高,汽油燃燒總熱能中產生的對車輛的動能占比也就越大。在發動機熱能向動能的轉化過程中,大部分熱能都因“開小差”而損耗掉。這種損耗,就像一條河流,流動過程中,會被滲漏、被蒸發、被截留,從而無法全部注入大海。
理論上,發動機熱效率越高,在輸出相同動力的情況下所消耗的燃油就越少,所以也就越省油。一般來說,同一輛汽車,發動機熱效率從35%提高到39%,加滿一箱油行駛里程有望由500公里提升到550公里。
● 發動機熱效率的提升有什么難度?
內燃機的本質是將熱能轉化為動能,這個過程中會產生能量損耗。首先在燃料燃燒過程中產生的能量,只有一部分能轉化為機械能,其他的都變成熱量散失了。就算是轉化為機械能的這部分,還會發生損耗,比如說零部件的摩擦,活塞和缸壁的摩擦等等,都要損失能量。現階段人們所做的努力是將發動機的熱效率不斷提高,接近理論值。比如提高發動機壓縮比,降低摩擦損失,減少散熱損失等,但受到結構強度、機械效率、汽油機爆震等的限制,使熱效率提高面臨挑戰。
發動機熱效率的發展歷史,也證明了熱效率提升的困難程度:
1776年,最早的發動機熱效率僅有2%—4%。英國人瓦特對蒸汽機進行了改良,使其熱效率達到了2%—4%。
1860年,第一臺內燃機誕生,熱效率4.5%。1860年,法國人Lenoir發明了第一臺內燃機,通過煤氣燃燒產生熱能和動力,壓縮比為1,最大功率4.5kW,熱效率4.5%,低于當時蒸汽機水平。
1876年,奧托發動機熱效率14%。1876年,德國工程師奧托研制出了第一臺四沖程的煤氣內燃機,壓縮比達到了2.5,而熱效率達到了14%,超過了蒸汽機的同期水平。
1883年戴姆勒:汽油機之父,熱效率15%-20%。1883年,戴姆勒和邁巴赫聯手造出了世界第一臺立式四沖程汽油機,內燃機熱效率歷史性的提升到了15%,1894年又提高了20%。
長達90年的緩慢進步。此后的汽油機熱效率開始進入緩慢提升階段,雖然1926年瑞士人布希引入了廢氣渦輪增壓理論、1950年直噴技術原型開始出現,但汽油機熱效率進步非常緩慢,以0.5%、1%的速度逐步提高。
2000年,終于突破30%。直到1990年,電噴系統才幫助汽油機熱效率開始了明顯改善,到了2000年,發動機精確噴油下的熱效率才達到30%。
2003年-2016年:豐田專注發動機熱效率,才將自然吸氣發動機的熱效率,由36.8%提升至40%。
值得一提的是,相比自吸發動機,渦輪增壓發動機熱效率提升的難度系數翻倍。渦輪增壓發動機因為進氣壓力較高,壓縮沖程時,高壓氣體很容易在火花塞未點火前使汽油自燃,比自然吸氣發動機更容易產生爆震。為了控制爆震,就必須降低壓縮比,而且還得對點火時刻進行修整,緩和氣缸燃燒工況。所有的技術突破和改進整合在一起,才能有效提升熱效率。目前國內外優秀的增壓直噴發動機的熱效率基本在37%-38%左右;靹訉S玫陌l動機為了追求更高的熱效率,動力性會有比較嚴重的下降。
關于中汽中心發動機熱效率認證
● 中汽中心(CATARC)是什么機構?
中汽中心華誠認證(天津)有限公司(以下簡稱“華誠認證”)是經中國國家認證認可監督管理委員會(CNCA)批準和中國合格評定國家認可委員會(CNAS)認可的,國內唯一一家以汽車及其相關行業為主要服務對象的第三方認證機構。
華誠認證是中國汽車技術研究中心有限公司(CATARC)的全資子公司。中汽中心作為行業技術歸口單位和國家政府主管部門的技術支撐機構,以獨立、公正的定位,協助政府開展汽車行業標準與技術法規、產品認證檢測、質量體系認證、行業規劃與政策研究、信息服務與科學研究等工作。
● 行業為什么需要中汽中心熱效率認證?
目前對發動機的性能參數,大多是由汽車廠家自行包裝宣傳,沒有經過權威認證,對消費者可能會產生誤導。其中對汽車發動機熱效率標準也沒有統一規定。在此背景下,中汽中心制定行業首個乘用車油耗試驗標準:《乘用車用汽油機能效認證》,是汽車發動機領域的第一個自愿性認證,通過相應的試驗測試,最高有效熱效率≥38%的發動機將獲得該項認證。
中汽中心發動機熱效率認證,是國內針對發動機熱效率的首個客觀公正的第三方權威認證,發動機的熱效率迎來了統一的評測標準。此項認證,不僅是對企業發動機領域技術能力上的一種肯定,更是鼓勵行業聚焦汽車核心技術研發。對消費者選購車輛、識別發動機性能也有重要的參考價值
● 中汽中心對熱效率是怎么認證的?
首先將發動機進行暖機,在暖機結束后,將發動機運轉至額定功率點,按照企業申報的發動機數據調整邊界參數。然后根據GB/T 18297標準要求進行凈功率試驗,確認該發動機狀態正常。通過試驗可得出該發動機有效功率和每小時耗油量,再根據有效熱效率規定的方法計算確定發動機最高有效熱效率。
最終結果可知,奔騰T77 PRO發動機最高有效熱效率為39.06%,超過中汽中心38%的認證標準,已符合認證規則要求,中汽中心為其頒發“能效之星”001號證書。
● 奔騰T77 PRO 1.5T第三代”智擎魔方”發動機能獲得中汽中心001號“能效之星”認證的原因
一汽奔騰作為自主品牌的代表之一,堅持以技術創新為根本,在發動機研發領域持續投入,奔騰T77 PRO 1.5T渦輪增壓發動機是一汽奔騰基于第三代智擎魔方科技,打造的面向下一代排放、油耗法規標準的全新動力平臺,綜合實力在主流國產發動機中屬佼佼者,其熱效率高達39.06%,超過中汽中心38%的認證標準。
T77 PRO 1.5T發動機的超高熱效率的原因:
通過11.5的超高壓縮比達到超高做功效率。
1 米勒循環技術,使膨脹比大于壓縮比,能最大限度將熱能轉化為機械能,達到提高發動機燃油效率,降低燃油消耗。
2 350BAR超高壓直噴系統,燃油霧化效果更好,燃燒更充分。
3 低摩擦技術:DLC涂層,降低摩擦;采用滾輪搖臂驅動氣門,摩擦功損失更小;可變剛度氣門彈簧,減少配氣機構摩擦功損失。
4 智能熱管理模塊。針對不同環境溫度和發動機負荷,控制模式智能動態切換使發動機長期工作于最優水溫下,減少熱能損失,降低整機油耗。
5 兩級可變流量機油泵,可實現機油流量、機油壓力按需進行兩級控制,可變機油泵解決了傳統定量機油泵供油量過剩問題,工況油耗降低1.8%。
6 缸蓋集成排氣歧管。排氣歧管內的熱廢氣快速與氣缸蓋水套進行熱交換,提高水溫,實現冷啟動時的快速暖機,進一步降低油耗和排放。
7 電控活塞冷卻噴油嘴技術。通過ECU控制電磁閥實現冷卻噴嘴是否開啟(區別于傳統的機械式根據油壓控制),發動機熱負荷實現活塞冷卻系統智能開啟、減少活塞不必要的冷卻產生的機油流量消耗,實現整車油耗降低。
8 中置VVT換氣技術,進排氣雙VVT調節,使進入的空氣量達到最佳,提高燃燒效率。
● 目前行業內發動機的熱效率水平
目前市面上量產且搭載車型的汽油車中,絕大部分發動機熱效率在38%以下。近兩年,主流自主品牌的發動機熱效率不斷提升,已經具備比肩國際汽車品牌的水平。
去年“中國心”十佳發動機中,小排量渦輪增壓組別中的三款發動機,熱效率都非常優秀,比如奇瑞瑞虎8的ACTECO1.6T,熱效率是37.1%,長安逸動plus的藍鯨1.4T發動機,熱效率是37.6%,海馬的1.6TGDI發動機熱效率是37%。奔騰T77 PRO 1.5T發動機的熱效率達到39.06%,為1.5T排量最高。
●奔騰T77 PRO 1.5T第三代”智擎魔方”發動機的技術亮點——“6個最”。
1、壓縮比最高的米勒循環發動機:壓縮比11.5。
米勒循環通過進氣門的提前關閉,實現壓縮比小于膨脹比,從而達成高效做功。以彈簧為例,普通奧拓循環的實際壓縮比等于膨脹比,相當于壓縮了100%的彈簧行程后,彈簧才能彈回到原位置,而米勒循環僅壓縮到80%的行程,即可彈回到原位置,相當于彈簧更有彈力,用更少的力做更多的功,能最大限度將熱能轉化為機械能,達到提高發動機燃油效率,降低燃油消耗的目的。
壓縮比越大,發動機熱效率就越高,油耗更低。但高壓縮比對發動機零部件可靠性,抗爆震性要求也就越高,可能需要加注95甚至98號油,需要用更堅固的零部件,這除了是豪華車的象征,其實也是高性能的需求,不加這么高標號的油,很難發揮出優異的性能。市面上增壓發動機壓縮比大多為9.5-10.5之間,而奔騰T77 PRO 1.5T發動機的壓縮比卻達到了11.5,采用了高效的米勒循環并搭配 350bar三次噴射系統,只需要加注92號油,省油的同時更省錢。
2、熱效率最高的1.5T發動機:熱效率達到39.06%。
熱效率是表征發動機油耗的重要指標,熱效率越高發動機約省油,2019年中國心十佳發動機獎產品熱效率基本在37%-38%左右,奔騰T77 PRO 1.5T發動機熱效率達到39.06%,為1.5T排量最高。
3、動力性、經濟性、NVH三者結合最好的發動機:高動力、低油耗、低NVH。
奔騰T77 PRO 1.5T發動機采用超高壓縮比米勒循環技術、高效燃燒增效和智能控制減負、可變剛度氣門彈簧和低摩擦靜音齒形鏈系統等先進技術,0.5S可達到100%動力性,百公里加速時間9.78s,百公里油耗僅為6.8L,且只需加注92號汽油;同時1m噪聲僅為95db,優于同級競品,達到國內領先水平。
4、最智能的發動機:采用智能熱管理、缸蓋集成排氣歧管、可變排量機油泵、電控活塞冷卻等多項智能控制技術。
發動機在該使勁的時候使勁,不需要使勁的時候降低內部負荷,既能實現減負節油,也能實現快速暖機,通過智能熱管理,分區控制水溫,油溫,變速器油溫,中國一汽是國內首家在量產發動機上應用智能熱管理模塊技術的廠家;二缸蓋集成排氣歧管技術,能夠實現冷啟動時的快速暖機,進一步降低油耗;三可變流量機油泵,可以根據工況進行自動調節,相當于慢跑時候只需小口喘氣,能夠讓循環油耗節油1.8%,屬國內領先、國際先進;四是電控活塞冷卻噴油嘴技術,對冷卻油量進行智能調節,該技術國內自主企業基本沒有應用,合資企業僅有部分應用。
5、最清潔的發動機:噴射壓力達到350bar,顆粒物排放僅為法規限值的1/10。
奔騰T77 PRO發動機采用博世350bar高壓直噴系統,達到國際先進水平,是當前量產車中最高的噴油壓力,集成最新一代小脈寬控制模塊,實現噴油器在高壓力低脈寬的情況下的精準噴射,使油滴納米級霧化,燃燒更充分,顆粒物排放僅為目前法規標準的1/10,滿足國六B排放要求。同時配備的Masking技術的高滾流比缸蓋,可以讓缸內流動顯著增強,使微小油滴最大限度和空氣接觸,燃燒更充分。
6、響應最快的渦輪增壓發動機:0.5S可達到100%動力性。
奔騰T77 PRO發動機采用三菱重工分層式高效增壓器,使用混流渦輪、單流道雙入口渦殼及高效壓氣機技術,較低的渦輪轉動慣量與發動機排氣脈沖利用技術特點,使發動機在1300rpm達到最大扭矩,低速扭矩瞬態響應速度提升30%左右,而一般的增壓發動機基本在1500轉才能達到最大扭矩,轉速越低,代表發動機技術含量越高,用戶駕駛體驗越好;從增壓器介入工作到實現最大扭矩僅需0.5秒,用戶只需輕踩油門就可感受到強大的動力輸出。同時,采用中置VVT換氣技術,進排氣雙VVT調節,油耗更低,扭矩更高,響應速度快。
● 一汽奔騰在技術方面還有哪些重要的成就
1、2018年10月,奔騰T77搭載的230TID發動機榮獲“中國心”2018年度十佳發動機,意味著以奔騰為代表的國產發動機已經達到與世界比肩的水平。
該發動機擁有九大先進技術——高效燃燒系統、集成式排氣歧管、高壓缸內直噴、缸體缸蓋分體冷卻、雙質量飛輪、DLC涂層低摩擦運動組件、可變流量機油泵、中置OCV式DVCT、低慣量渦輪增壓器。最大功率105Kw,最大扭矩204N?m,最大扭矩轉速1600-4200rpm,動力水平可媲美1.5T或2.0L自然吸氣發動機,百公里綜合油耗僅為6.3L。
得益于動力方面的強大表現,奔騰T77在2018年12月的“澎湃芯動力,釋放大能量”挑戰中,成功拉動35噸坦克+20噸重卡,表現驚艷。
2、2019年3月,燃燒中國“芯”230 TID發動機600小時耐力測試挑戰活動中,一汽奔騰自主研發的230 TID發動機以每分鐘5500轉的極速狀態持續不斷地正常運轉了600小時,活塞、曲軸、缸體、氣門要高速不停歇摩擦1.98億次,體現出奔騰發動機超強的可靠性和耐用性,是奔騰品牌在汽車動力領域的一大突破,創造出新紀錄!
3、2020年2月,中國汽車技術研究中心向一汽轎車頒發 “CATARC CN95”認證證書,一汽奔騰T99(申報產品代號:D058)榮膺首批中汽中心官方最高級別認證的車載空調濾芯產品。
該車載空調濾芯具備過濾凈化系統、密閉系統以及VOC系統三重保障,形成環環相扣的內部安全生態系統,為車主及家人提供了一個周到保護的健康移動堡壘。
● 一汽奔騰近期的市場表現
今年1-5月,在中國車市整體低迷且因疫情“雪上加霜”的情況下,一汽奔騰卻逆勢上漲,實現兩位數增幅,累計終端銷量為3.63萬輛,同比增長12.9%。