 最近这几年，很多的汽车品牌，尤其是日系品牌，都喜欢把“热效率”这个词挂在嘴边。热效率究竟是什么，热效率高为什么不完全等效于省油？  简而言之，热效率就是，实际转化成驱动力的能量（机械能），和消耗燃料的当量热量总和的比值，也就是说，燃烧等量的燃料，产生越多驱动力，热效率就越高。 如果我一天什么都不干，只躺在床上，不对外做功，可是人是有基础代谢的，所以我“怠速”一天，虽然感觉啥事儿没干成，可还是可耻地消耗了能量，那么我今天的“热效率”就是零。想到这里，我为今天的碌碌无为感到耻辱了。 下一种情况，我今天发奋图强了，拼了老命跑了一场马拉松，今天的我，对外做了功，热效率肯定不为零。而且可以推算出，同样跑一场马拉松，如果我身体基础代谢率越低，我的“非做功输出”就越低，“做功输出”越高，“热效率”就越高。  对于发动机来说，主要的“基础代谢”有这些： 1、燃烧热量损失：这里又分为两个层面，首先，燃烧越彻底，可用的能量自然越多，缸内直喷、分层燃烧、稀薄燃烧技术就是为了充分利用燃料的能量；第二燃烧时间越长，冷却系就会带走越多热量，热量转化为机械能的损耗就越大，所以各家都在研究快速燃烧技术，务求缩短作功行程的燃烧时间；  2、泵气损失：人的呼吸是通过肌肉发力，在胸腔形成负压来完成吸气，这是需要消耗能量的，发动机的负压吸气同样会消耗发动机能量，增压系统、优化进气道设计、进排气门正时及升程、以及普及阿特金森循环，都能降低泵气损失； 3、压缩行程：大家试着把一个拧紧瓶盖的塑料瓶子捏瘪，就知道压缩空气需要消耗多少力气了，进气门晚关的阿特金森循环，可以减少压缩行程发动机所做的负功； 4、内部摩擦：降低发动机摩擦是提高热效率的有效方法，例如低摩擦涂层、低黏度机油，都是朝这个方向在努力。  目前所有的高热效率发动机，主体优化方向都离不开以上几点。然后问题来了，提高了发动机做功的效率，就代表省油吗？并不尽然。“最高热效率”并不等于“实际热效率”。 试想一个住在山区的人，每天放飞自我，“随机”地在这个山区里奔跑。这个人的“实际活动高度”，不取决于最高峰的高度，而取决于山区的地形，还有他在该地形的活动范围。  发动机的热效率图谱就像是一个山区，“最高”热效率只是最高峰的山尖。决定“实际热效率”的，是热效率分布（山区地形），还有传动系统匹配（决定不同负载下发动机所处工况）。 如果高燃效区间足够宽广，并且能够大范围地覆盖日常使用工况，那么这款发动机的实际省油本领就很高，反之，如果高燃效区间达成条件苛刻，那这款发动机的实际油耗可能就不低。 不同设计特性的发动机，优秀燃油经济性的区间可以相差甚远。一款热效率高的发动机，也并必然能推导出搭载它的车型，在任何工况下都省油。  以我刚做完最新一代雅阁和凯美瑞的油耗对比测试为例。两款车的发动机最大热效率比较接近（雅阁38.5%，凯美瑞40%）。雅阁高速公路巡航油耗比凯美瑞低约10%，因为这个低转速低负载区间，是涡轮增压发动机的强项（泵气损失、摩擦损失较小）。  而凯美瑞在繁忙城市工况，又比雅阁省油15%左右，因为在频繁变负载工况，凯美瑞的发动机可以落在宽广的高燃效区间。（我会在两款车的对比评测视频里给出更详尽的分析，请关注大家车言论公众号的更新） 传动系统的匹配也很重要，好的传动系统，可以更好地调节发动机的工况，让它处在高燃效区。例如丰田凯美瑞2.5和混动车型，前者发动机最高热效率只比后者低了1%，可混动版油耗要比纯内燃机版节省将近一倍，这就是丰田混合动力系统动力分割机构的功劳了。  颜色越深的“圈”代表热效率越高，紫色是混合动力系统中，内燃机的工作范围，蓝色是匹配CVT变速箱，绿色是匹配AT变速箱，可见混动系统可以让发动机完全处在高燃效区间，CVT则几乎和所需功率下最省油的工况运作（图中深蓝色折线），AT则要发散一点。 为什么欧系品牌不怎么宣传热效率？首先还是欧洲品牌从来都不喜欢将“省油”当作最大卖点。的确，百公里油耗省1升汽油，10万公里下来也就省个7000人民币的油钱。这对于并不精打细算的欧洲人民来说，省油的意义并没有日本人那么大。  第二是高热效率区间的取得范围，一般是在发动机最高转速的40~50%，最高负载的70~90%的范围。这个发动机工作范围，对于欧系车的油耗测定循环NEDC来说，基本没有意义。NEDC循环的测定工况基本就是“佛中佛系”的驾驶风格，发动机负载极低，只要专心优化发动机最高转速30%，最高负载40%以内的燃效表现，就能够在NEDC上取得好成绩。 当然，“惟NEDC马首是瞻”的KPI制度，也让不少欧系品牌发明了一些取巧应试的旁门左道，甚至深陷“xx门”的丑闻。  而日系车既然要以“省油”为目标，那必须要提出一个严格控制变量的可视化指标。你说油耗，不同国家不同测定标准，测出来的结果不尽相同，而且和实际驾驶开出来的油耗很难符合，这肯定不严谨；那实际油耗呢，不同人不同驾驶风格，还有不同的路况，这都会影响到实际油耗，是一个浮动量巨大、几乎没有说服力的数据。 想来想去，还是热效率这个指标最好。它本来作为内燃机性能指标长期存在不用科普，而且“百分比”这个单位，足够直观、易于理解，再加上热效率这个指标，就是发动机的一个性能参数，如同“最大功率”“最大扭矩”一样，不受外部变量影响。 种种原因叠加，热效率就成为了一个超级洗脑的热词了。一句话总结，热效率高，一定是一个汽车品牌发动机技术实力的体现。高热效率能不能换来优异的油耗表现，还要和具体车型、用车习惯、路况结合具体分析了，就像“智商高”不一定等于“事业有成”。但可以肯定的是，高一定比低好…… |
下载App
粤公网安备 44030802000488号
