超越丰田/追赶马自达?比亚迪如何做出热效率达43%的发动机

时间:2020-11-13 18:43   作者:.   点击:  

近日,比亚迪发布了全新DM-i超级混动系统,其中专用的插电式混合动力1.5L高效发动机正式揭幕,这一台全新的1.5L高效发动机热效率更是高达43%。笔者参与了这场比亚迪骁云-插混专用1.5L高效发动机的技术研讨会,接下来,我将用十个问题带你认识这款发动机,并且和大家聊聊比亚迪的新车规划。

1、全新发动机在研发过程中为什么将热效率的目标定为43%?是怎样做到的?

10月27日,《节能与新能源汽车技术路线图2.0》(以下简称技术路线图2.0)在上海发布。技术路线图2.0指出,至2035年,新能源汽车市场占比超过50%,燃料电池汽车保有量达到100万辆左右,节能汽车全面实现混合动力化,汽车产业实现电动化转型。

在新能源汽车发展的大趋势下,比亚迪继续发挥自己的优势,研发新能源动力系统。11月中,比亚迪发布了全新DM-i超级混动系统,其中专用的插电式混合动力1.5L高效发动机正式揭幕,这一台骁云-插混专用1.5L高效发动机热效率高达43%,有效提升燃油经济性,从而实现超低油耗的表现。该发动机最大功率达到81kW/6000rpm,峰值扭矩为135Nm/4500rpm。据透露,搭载DM-i超级混动系统的全新A+级轿车,0-100km/h加速时间在7-8秒之间。

至此,比亚迪在插电式混动技术领域推出了DM双平台战略,现有的插电式混动车型均在DM-p平台下,其中“p”即是powerful,指动力强劲、极速,满足“追求更高驾驶乐趣”的用户;DM-i中的“i”即是intelligent,指智慧、节能、高效,满足“追求更低行车油耗”的用户。

所谓“热效率”就是”发动机有效效率“,是指发动机有效功率的热当量与单位时间所消耗燃料的含热量的比值,用以评定发动机的经济性。据悉,DM-i平台的骁云-插混专用1.5L高效发动机的热效率最高达43%,平均热效率为40%以上,为行业领先水平。

为什么这款发动机能做到热效率43%呢?

技术应用方面,骁云-插混专用1.5L高效发动机运用了“阿特金森循环+歧管喷射+超高压缩比+冷却EGR技术+高能点火+降低摩擦+优化控制系统”等等技术,从而实现热效率43%的目标。

首先是这款骁云-插混专用1.5L高效发动机运用了阿特金森循环,通过升级进气控制模型,精确控制阿特金森循环的深度(浅度阿特金森高动力,深度阿特金森低油耗),满足不同工况下的油耗和动力需求。

同时,由于压缩比高达15.5:1,比亚迪在发动机控制策略上建立了新的爆震阈值标准,在满足发动机可靠性的前提下,实现高效可控的先进燃烧。换句话说,这款发动机实现了高压缩比,又保障了不容易发生爆震,实现动力平顺输出。

此外,骁云-插混专用1.5L高效发动机还采用了冷却EGR技术,即废气再循环系统,就是把发动机排出的部分废气再送回到进气歧管,与新鲜混合气一起进入气缸,参与燃烧,最终达到降低排放、降低油耗和抑制爆震的目的。

比亚迪产品规划及汽车新技术研究院陆国祥博士

比亚迪产品规划及汽车新技术研究院陆国祥博士向我们透露,在发动机研发过程中,比亚迪是基于A-SPICE标准,通过核心算法,自主开发发动机的控制策略,并且对“油+气+火”三方面进行了全面优化设计。

谈及这台骁云-插混专用1.5L高效发动机的特别设计,陆国祥博士向易车谈到,影响一台发动机的热效率其实还包括不完全燃烧、排气损失、冷却损失、摩擦损失、泵气损失、附件消耗等等因素,而降低摩擦是可以有效提高其热效率的。

骁云-插混专用1.5L高效发动机

这款骁云-插混专用1.5L高效发动机的创新之处还包括取消了皮带轮,实现附件电器化,相当于整套动力系统没有了传统发电机、空调压缩机、机械真空泵和机械水泵等附件,以上零部件均有单独的电驱动来工作。因此骁云-插混专用1.5L高效发动机不需要前端轮系,减少摩擦损失之余还能让发动机更加专注于经济转速区间工作,从而实现低油耗目标。

最后,加上低活塞环组弹力气门驱动、低摩擦油封、可变排量机油泵等技术,还有使用0W-20低粘度机油,使得这台骁云-插混专用1.5L高效发动机较相比上一代发动机,摩擦损失减少20%、整机轻量化减重10公斤,不充电油耗控制在4L/100km以内,同时排放满足国六b法规。

2、第四代DM-i插电式混动技术将在什么级别的车型上有搭载?何时推出市场?

比亚迪汽车有限公司销售公司副总经理李云飞

比亚迪汽车有限公司销售公司副总经理李云飞向易车透露,第四代DM-i插电式混动技术将率先搭载在王朝系列的车型,具体来说就是秦和宋系列的新车——秦PLUS DM和宋PLUS DM,预计明年上半年投放。届时,秦系列车型将会同时提供燃油、DM-i、DM-p、EV四个版本供消费者选择。

比亚迪全新A+级轿车设计草图

所以对新车有期待的朋友记得关注我的易车号:梁倨铭,我将在明年1月份前后到深圳参加新车试驾活动,届时再给大家聊聊新车的试驾感受及这套动力系统的更多信息。

此外还有一个消息,就是在今年8月底,首台试装车秦Pro DM ( 参数 | 询价 | 图片 ) -i已经下线,并进入实车测试阶段,因此这台全新1.5L高效发动机即将进入量产阶段,敬请拭目以待。

对于用户来说,关心的问题有几个:新发动机耐用吗?靠谱吗?安静吗?制造成本高吗?后期保养成本高吗?驾驶感受如何?我们接着分开几个大问题来逐一为大家解析这台骁云-插混专用1.5L高效发动机。

3、热效率高对于冷却系统来说是有怎样的考验?造车成本是否也会提高?会不会影响到整车的价格?

与以往的发动机不同,这台骁云-插混专用1.5L高效发动机首次采用了分体冷却热管理技术,有效降低爆震趋势和发动机摩擦损失,保证了发动机的高效工作。即缸体和缸盖是采用了分体冷却热管理,缸体和缸盖各自有一套单独的冷却系统,并且还加入了电控+传统蜡式双节温器,应用缸体水套插片技术,实现不同工况下有不同的冷却循环路线。

至于成本方面,陆国祥博士还向易车透露,相比与传统的1.5T发动机,因为这台全新1.5L高效发动机少了涡轮增压、缸内直喷、前端轮系等等结构,造价成本上能减少大概3000元。李云飞总进一步补充道,整车价格预计与同级别的合资品牌车型售价相近,但比亚迪新车在燃油经济性以及动力输出平顺性方面有自己的优势。

4、对于零部件的疲劳强度是怎样的挑战?能否举例子说明。

据陆国祥博士介绍,目前比亚迪已经完成了完整的台架测试,整车耐久及“三高”环境测试;还有28台次发动机台架耐久试验。这台骁云-插混专用1.5L高效发动机不仅通过了400小时的全速全负荷试验、800小时的交变循环负荷试验、3000循环(约500小时)的冷热冲击、400小时的深度冷热冲击、800小时的高动态试验等多项试验验证,更在可靠性、稳定性和耐久性方面做好了充足的准备。

5、骁云-插混专用1.5L高效发动机在NVH性能方面的优化工作有哪些?

在降低发动机噪音方面的工作,比亚迪对发动机的多个重要零部件进行了优化设计,譬如曲轴采用了八平衡块设计来降低曲轴激励;主轴承采用了柔性承载结构设计,来减少从曲轴到缸体载荷的传递;缸体部分采用了强化的龙门式设计,并将缸体尾端连接,从而增强其刚性;油底壳使用了降噪材料设计,裙架、正时罩盖、缸盖罩盖和进气歧管均采用了NVH分析优化过的结构设计等等。最终实现了骁云-插混专用1.5L高效发动机的噪声水平基本低于行业平均水平的目标。

关于搭载骁云-插混专用1.5L高效发动机的新车开起来是否真的安静舒适,笔者会在明年的新车试驾中用分贝仪实测一下,敬请期待。

6、对于发动机的机油有没有更高的要求?用户后期保养的成本会不会增加?

对于这个问题,陆国祥博士回答道,这台骁云-插混专用1.5L高效发动机日常使用的是低粘度机油:0W-20。比亚迪在设计前端就为售后做了良好的铺垫,采用了低活塞环组弹力气门驱动,低摩擦油封等等技术,装配工艺更精细,所以其可靠性更好,保养成本更低,耐久性更好,用户只需按照厂家建议的新车保养计划正常进行即可。

7、面对中国的油品问题,骁云-插混专用1.5L高效发动机只需添加92号汽油,是否可靠?

行业内压缩比高的发动机通常需要加注标号更高的汽油,以保障其不会发生发动机爆震现象。譬如马自达的2.0L e-SKYACTIV-X e-创驰蓝天汽油压燃发动机,压缩比高达15.0:1,就是需要加95号汽油的;而压缩比高达15.5:1的骁云-插混专用1.5L高效发动机却只需添加92号汽油,那么面对国内参差不齐的油品问题,它是否经得起考验?

陆国祥博士回答道,这台全新1.5L高效发动机经过台架耐久试验,结果是可以通过考验的,用户只需加92号汽油即可。当然加95号汽油肯定更好,毕竟“吃粗粮”可以,“精饲料”当然更好。

笔者对此持有保留意见,期待将来通过新车的长测,在使用一定年限之后,观察它是否需要加注燃油添加剂来维持正常工作。这将是影响新车保养成本大小的其中一个因素。

8、热效率高的发动机在动力输出特性方面是怎样的?会带来怎样的驾驶感受?

据陆国政博士介绍,这台骁云-插混专用1.5L高效发动机的工作区间集中在2000-3000转,有着良好的NVH性能,动力响应迅速,电机强大的扭矩输出补充了发动机在低扭方面的输出。新车的动力输出能满足日常出行需求,搭载DM-i插混系统的轿车“零百”加速将在7-8秒之间。

这个问题同样留待明年新车试驾的时候,我再跟大家详细解析。

9、与之匹配的变速箱是什么?与此前的湿式双离合变速箱有什么不一样?

从目前透露的信息来看,骁云-插混专用的全新1.5L高效发动机将匹配E-CVT变速箱,与此前大家熟悉的湿式双离合变速箱相比,前者将在动力平顺性以及传动效率方面有进一步提升。

10、DM-i插混技术将来是比亚迪独有的技术,还是会通过企业合作分享出去?

就此问题,李云飞总的回答是肯定能共享的。不论是e平台还是刀片电池,比亚迪已经在开放合作的道路上不断前行。他在技术研讨会上表示,DM-i插电式混动系统与刀片电池一样,都是比亚迪重要的核心技术,将来一定会与更多企业紧密合作,互利共赢。他还预言道,未来在新能源市场上大概有40-50%的新车会是挂着合资品牌的LOGO,而核心技术则来自比亚迪。

通过这一次技术分享会,我们了解到全新DM-i超级混动系统有着超低油耗表现,关于新车的信息有待以后逐步释放。更多关于比亚迪新车的消息,敬请关注我的易车号:梁倨铭。

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