国产发动机热效率超过39%？一汽奔腾：自主研发，不输合资！

发动机、变速箱等核心部件曾是中国汽车工业的短板，但是随着技术的积累，我们的研发能力也与世界水平渐渐缩短了距离。比如前两天参加奔腾T77发动机的讲解活动，其1.5T发动机的最高热效率已经能达到39.06%。

看到这个数字，我还是很吃惊的，没想到自主研发的发动机，竟然能有这样高的热效率。要知道目前市面最优秀、效率最高的涡轮增压引擎，比如本田的L15B系列和大众EA888 Gen3B，它们都表现出很优秀的动力和燃油经济性，可最高热效率也只有37%多一点。

而被称为标杆的丰田A25系列引擎，它的最高热效率也就将将迈过40%的门槛，所以奔腾T77的1.5T发动机拥有39.06%的最高热效率是件挺了不起的事。

说了这么多，也许大家对“最高热效率”这个名词还是一头雾水，接下来简单解释一下。内燃机，它的工作原理是先将燃料中的化学能释放出来转换为热能，接下来才是把热能变成机械能推动车辆前进。之前说的热效率，就是热能转换为机械能的比值，比如40%的热效率，就是有40%的热能转换为机械能。

那剩下的能量去哪里了？当然是被浪费了，发动机燃烧的能量多数都是以废热的形式排出了，不知道大家有没有被排气管烫过。此外发动机运转时还有泵气损失、机械损失、排气损失等额外的消耗。

如果还是不太明白，可以用我们的身体来举个例子。有人怎么吃都不胖，而另一些人喝凉水都长肉，原因在于每个人体质不同，所以对营养物质的吸收率也就不同了。易胖体质可以看成热效率高的，吃同样的食物他们可以把更多的能量变为脂肪储存起来。

另外，即便吸收再好的人，也不可能将所有食物的热量都变成脂肪存储起来。比如一个苹果有50千卡的热量，但我们咀嚼、消化、吸收这一系列的过程都要消耗能量，所以最终可能只有50%的热量变成了脂肪。

接下来的问题就是如何提升最高热效率了，就以奔腾T77的1.5T发动机为例，它就采用了很多新的技术。

首先就是采用了米勒循环和奥拓双循环。奥托循环是目前市面上大部分发动机所采用的的，其理论热效率最高在37%左右。

所以奔腾T77的1.5T发动机能够实现39%的热效率更多是依赖于米勒循环的加入。米勒循环是一种发动机的工作模式，在吸气冲程中进气门会提前关闭，从而实现膨胀比大于压缩比。这如何理解呢，好比弹簧，我们常见的奥拓循环压缩比和膨胀比是一致的。相当于压缩了100%的弹簧行程后，弹簧才能弹回到原位置，而米勒循环仅压缩到80%的行程，即可弹回到原位置，可理解为用更少的力做更多的功。

其次就是350bar三次喷射系统，它可以让燃油雾化效果更好，使燃烧室内混合气体更加均匀，以此达到充分快速燃烧的效果。

打个简单的比喻吧，比方说把一本书直接扔进火堆，那么燃烧自然是由外而内的，而且很有可能烧完之后书的中心部分还是完好无损的，这样效率一定是不高的。但假如把书撕碎了再烧，那么不仅燃烧更快、更充分，同时单位时间释放的能量也会越大。350bar高压直喷供油系统和这个例子是一样的道理。

最后是降低内部损耗。发动机的工作不仅仅是带动车轮，还有分出一部分能量来驱动水泵、油泵等辅助设备，如能降低这部分能量损耗，那么总体的驱动效率就会提升。手段主要有以下这么几点，其一是智能热管理，它能够分区控制发动机水温、油温以及变速器油温，精准控制意味着更损耗更小。

其二是缸盖集成排气歧管技术，它拥有诸多好处：第一，能提升排气热管理效率，在冷车状态下，炙热的排气能够帮助冷却系统升温，加速热车，而在高负载时，冷却系统又可以反过来冷却排气；第二，可以缩短排气管长度，这样废气就能更快到达涡轮，有效的减少涡轮迟滞现象；第三，在同样材料的前提下，集成化的排气必然会降低重量，轻量化对于性能、油耗都是有益的。

其三是可变流量机油泵，可基于发动机不同负荷工况进行压力精确调控、按需供给，实现压力闭环控制，将功率消耗降低，同时基于活塞热负荷大小，制定精确控制策略，实现发动机整体效率的最优化。

总之，从现有的信息看奔腾T77的1.5T发动机，技术上还是挺厉害的，采用了不少先进的技术。但我觉得它还有很大潜力，至少现在还不能算是“完全体”。这就要从下面这张“发动机万有特性”图说起。

图中，X轴代表发动机的转速（rpm），纵轴代表发动机扭矩，从左上往右下沿伸蓝色线条是发动机的等功率线。重点在于而那些一圈一圈不同颜色的区域，它们代表着发动机的效率。

这张发动机万有特性图，很像我们曾经地理课中，画着等高线的地形图。其实为了理解方便，也可以把它当做山地图来看。山顶部分，深红色的区域就是最大热效率区，随着海拔的降低热效率也越来越低。所谓“最大热效率”就是指山顶这部分，一台好的发动机，不仅要很高的热效率，同时最高热效率的区域宽泛。换言之，这座山不仅要高，山顶面积也要大。下面这张图看起来更直观

假如一款发动机，热效率很高（这座山的海拔高），但最大热效率的区间很窄（山势陡峭、山顶很尖），实际使用中同样没啥意义。因为在日常使用时，我们很难让发动机保持在最大热效率区间运行。比如低速行驶，还有那种走走停停的路段，发动机的运行效率都很低，对应图来说就是在山脚下这个区域运转。

所以在我看来，奔腾T77的1.5T发动机的“完全体”应该还要加入混合动力系统，混动系统可以调节发动机的运转工况，让它尽可能的工作在“山顶”区域。即便现在还没有混动系统的帮助，但这款发动机的技术已经达到业界先进水平。