一台发动机热效率从40%提高到48%,看起来只是几个百分点,但是在汽车工业里却不是简单的数字问题。热效率越高,继续提升的空间就越小,需要同时优化燃烧、摩擦、散热和控制系统。吉利公布1.5升四缸混动发动机的热效为48.41%,并搭载在帝豪i-HEV上,真正引起关注的是它已经进入量产应用。
这件事的意义还应当放在行业竞争的大背景下去看。过去很长时间内,日本车企在混动和发动机技术领域占有一席之地。丰田2017年推出Dynamic Force发动机时,热效率达到了41%,这是传统汽油机的一个高点。“吉尼斯世界纪录”上也记载了这个成绩。奇瑞曾公布过48.57%的热效率数据,比亚迪也达到过46.06%,“吉利量产发动机”达到48.41%,中国车企正不断抬高技术线。
吉利这款发动机的另外一方面就是节油表现没有仅仅停留在实验室参数上。帝豪i-HEV上市之后,在海南进行高速环岛实测,车辆取得百公里2.22升的成绩,并且获得了吉尼斯世界纪录认证。单独看一个油耗数字,当然不能代表所有的道路、气候和驾驶条件,但它至少说明这套动力系统已经接近实际使用场景的验证了。
发动机热效率的提高不是某一项技术所能达到的,而是依靠对各个部分进行优化来实现的。
第一,发动机喷油压力高达到50兆帕;燃油被进一步雾化以后可以和空气充分混合起来,从而改善燃烧效率。第二,采用长行程设计使得缸径与行程比为1.39,通过对燃烧室形状的变化来减小热量向缸壁传递所造成的损失。第三,活塞表面使用DLC类金刚石涂层以降低运动部件间的摩擦损耗。相关数据显示该种设计使摩擦损失减少16.3%,并带来约0.4个百分点的热效率收益。
但是真正改变动力系统思维的是不是把每一个指标都做到极致,而是重新分配发动机和电机的任务。传统燃油车需要覆盖怠速、起步、加速、高速巡航等各个工况,因此要兼顾动力响应性、平顺性和经济性。混合动力可以由电机完成低速和瞬时的动力需求,发动机则在高效区间工作为车辆提供动力或者对电池进行补能。
这就意味着发动机不需要在所有的转速以及负荷下都表现出良好的性能,只需要针对最常用、最节能的工作区域进行优化。废气再循环、稀薄燃烧、燃烧控制和电控系统也可以以此为目标协同工作。换句话说,技术竞争已经不是“谁的发动机更强”,而是“谁能把发动机、电机、电池和控制策略组合得更有效”。
但是方向上的变化已经很明确。以往的发动机竞争,都是围绕着一个机械部件进行的;现在的量产混动系统之间较量的是燃烧技术、电子控制、软件算法以及整车协同等各方面。48.41%并不是终点,说明中国车企已经由追赶单项参数转向重新设计动力系统分工的新阶段。所谓工匠精神不等于没有价值,只是在规模化研发、数字化仿真和完整的供应链当中,依靠经验积累就已经不能成为全部的优势了。