BSFC是内燃机研发ampD一直被认为是业界最直观的“试卷”,他的全名是Brake Specific Fuel Consumption ——,即有效燃料消耗率,简单地说,就是发动机以1千瓦的功率运行时消耗的燃料量。在发动机的车床试验中,工程师通常检查发动机的转速(扭矩)和功率的燃料消耗,以获得完整的BSFC图。从表学名角度看,也称为万有特性图。

BSFC图可以直观地看到发动机的燃料消耗与扭矩/功率的关系,因此,从整体特性上可以很容易看出发动机的燃料效率。所以我们先放一幅画。

左边是本田L15系列1.5T发动机,右边是本田R20系列2.0L自然进气发动机,全彩色版本直观地显示了发动机热效率的差异,颜色越暗(越蓝),油耗越低,3354就意味着热效率越高。因此,从发动机500rpm/50N m到3000rpm/200N m,几乎都是发动机效率。其中最高效率为2000rpm/150Nm(约80kph)。中间的数字表示g/千瓦时。这意味着1千瓦每小时消耗220克燃料。这个数字越小越好。综上所述,这张图表显示了发动机需要的两个特征。一个是热效率的最高水平,一个是高热效率的宽度。

I-MMD系统的变化——更轻、更高效

让我们回到本田i-MMD双电机混合系统。该系统的混合原理以电动驱动为主,驱动电机驱动轮,电池和发电机为驱动电机供电,而内燃机主要起到驱动发电机的作用。只有当动力请求(功率)超过驱动电机负载时,内燃机才会通过离合器直接参与驱动轮。

在这种混淆结构中,内燃机大量时间平稳运转,带动发电机,此时热效率的高度将尽可能扩大。在发动机直接驱动模式(如加速或高速行驶)下,内燃机需要高能效的宽度,以便在更大的转速区间保持燃料经济性。理解了这个概念,我们就可以继续扩展历代本田i-MMD混动系统的升级到底在哪里。

从我国引进的第九代美规雅阁的第二代i-MMD系统到第十代雅阁搭载的第三代i-MMD系统,除了PCU的轻量化和小型化外,内燃机还采用了新的Atkinson循环2.0L直喷发动机,热效率高达40.6%,这款发动机当年荣获世界十大发动机大奖,同时搭载。

对比图可以看出,与第二代内燃机相比,第三代内燃机的蓝色部分更深意味着最高效率更高,深蓝色部分更宽意味着更高的燃烧效率部分更宽。这本质上是由阿特金森周期的长扩张(工作)旅程、低压缩旅程带来的。与该技术相似的米勒循环目前也被主流汽车企业广泛用于混动车型。

但是随着时间的推移,阿特金森循环本身的优势并不明显,但是消费者和环境保护部门对油耗和排放有更高的要求,该怎么办呢?自然是继续提高最高燃烧效率,使高燃烧效率区间更加广泛。在同一个阿特金森循环引擎中,做这件事需要有能力的“帮手”。因此广汽本田哥格搭载的第四代i-MMD正在蓬勃发展。

硬件技术使——第四代i-MMD技术更上一层楼

首先Po第三代i-MMD的BSFC比较图。蓝色区域的颜色深度从40.6增加到41%的热效率,但蓝色区域大大扩大,扭矩(纵轴)也提高了。这意味着第四代i-MMD技术在转速水平上提高了高燃烧效果区间的宽度,同时在高功率输出时提高了燃烧高度。从对汽车的反应来看,车辆不仅是发动机直接驱动模式,还能以更快的速度获得更好的油耗——,即高速油耗。同时,发动机在高负载(扭矩)时也能达到同样高的燃烧效果。前店理解得很好,一会儿我们先卖关子。请谈谈这个晋升是如何实现的。

在内燃机工作方面阻碍燃烧效率和排放。

的元凶之一,就是燃油燃烧不充分。

比如我们同样烧10g的油,如果只充分燃烧掉8g,那么剩下的2g就会形成积碳或者一氧化碳等物质,这对燃效和排放都是致命的影响。

所以在第四代i-MMD发动机上,首先的变化就是全新搭载的直喷系统和日立35Mpa(350bar)高压喷油嘴。就像我们平常看到的高压水枪,压力越大其末端的雾化效果就更好,雾化好的油气在缸内直喷的作用下能更好的跟空气结合以便充分燃烧。简单来说,高压喷油嘴能让内燃机在做同样的功时,花费更少的燃油,排出更清洁的废气(水和二氧化碳)。

而当内燃机加入了高压直喷系统后,影响最大的莫是过于散热和进排气的效率,这两点相当于是内燃机的安保和材料供应商,和发动机是相辅相成的。所以在全新的直喷内燃机当中,本田为其加入了双层水套保障温度,并且加入了进排气双侧的VTC(可变正时控制),让进排气都变得非常智能,形成了内燃机本体和配气结构的智能协同,与此同时,高强度曲轴和双平衡轴也让发动机的抵消一二阶振动,让NVH有所提升。

那么我们前面卖的关子,发动机高负载(扭矩)下的油耗降低到底是为了什么呢?了解本田混动工作模式的朋友应该知道,本田i-MMD混合动力系统的电池作为系统的一部分,虽然容量不大,但时刻担负着起步,拥堵,加速等工作。虽然直接为驱动电机供电实现纯电行走的时间不多,但如果经常处于亏电状态,依然会需要发动机加大对发电机的动力输出和负荷,急加速表现也会变差。

而以往大多情况下,为了保证发动机热效率,这块电池只能通过动能回收和HEV模式下的发电机充电。但第四代i-MMD混合动力内燃机由于高负载(扭矩)下燃效同样出色,所以可以在直驱车轮的条件下,同时利用富余的扭矩为电池补能,让电池长时间的保持良好的电量状态。这一点来说,可能对HEV影响没有那么大,但后续的PHEV车型大电池,你就会明显感觉到电池的SOC保持非常健康了。

所以总体而言,广汽本田型格e:HEV车型搭载的第四代混合动力技术代表着更高,更广的内燃机燃效,也意味着在动力输出,响应和油耗方面做到了兼顾,这一点也造就了型格e:HEV车型轻松,愉快的驾驶感受和搭载本田混动车型一贯的低用车成本的结果。

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