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中國發動機熱效率突破50%,世界第一!竟然是這家公司做到的

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中國發動機比不過國外?濰柴肯定不服!濰柴究竟有多強呢?從規模上來說,它是國內營收最高的汽車零配件生產企業(沒有之一),在產品上,濰柴發動機+法士特變速箱+漢德後橋的組合已經成為了國內卡車行業的“黃金動力鏈”,全國近一半的商用車柴油機都是濰柴提供的,而在今年9月份,濰柴還幹出了一件震驚業界的大事,那就是發佈了全球首款突破50%熱效率的商業化柴油機。

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至於這臺發動機的意義有多重大,濰柴工程師的一句話說得非常到位:

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雖然在很多人眼中,柴油機依然是“傻大黑”的存在,但其實,柴油發動機不管是結構複雜程度,還是電控系統複雜程度都不輸給汽油機,所以,濰柴WP13H柴油機可謂是國產內燃機實力的代表。那麼問題來了,這臺發動機究竟採用了哪些先進技術實現超高熱效率?以後我們的乘用車也可以實現如此之高的熱效率嗎?下面,我們就和大家來聊一聊這件事。

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活塞往復式發動機誕生百年,整體結構變化不大,在過去的50年間,頂級發動機熱效率提升也不超過10%,但即使這樣,濰柴依然把柴油機熱效率“攢”出了一大截。總的來說,濰柴用了五項專利技術來“攢”熱效率——協同燃燒技術、協調設計技術、排氣能量分配技術、分區潤滑技術、智能控制技術。

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這麼一大堆東西,大部分人看到都要懵圈,這樣!我儘量通俗的把這些東西擺給大家聽:

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協同燃燒技術:

“燒火”是門藝術,柴油機天生熱效率比汽油機高,這是因為相比汽油機的火花塞點火,柴油機用的是壓燃,壓燃的好處是燃燒溫度高,燃料燃燒充分。同時,等量的燃料,燃燒得越快,爆發出的能量就越強,要提升燃燒速度,就需要計算機建模分析進氣氣流、油氣混合物濃度、燃燒室的火焰形狀等多種參量,並通過優化氣道、噴油、燃燒室設計來不斷改善燃燒效果。在濰柴的柴油機上,工程師成功將燃燒速度提升了30%。

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協調設計技術:

燃燒的爆發力強了,發動機的結構強度也需要加強,但是發動機的質量分佈是有講究的,加強了部分區域的同時也需要弱化部分區域的強度,但是這種弱化必須是有依據的,即不影響發動機整體強度,還要能優化發動機的質量分佈。

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柴油發動機分解,圖片僅作示意

排氣能量分配技術:

渦輪增壓技術本質上是從廢氣裡面“撿”熱效率的技術,發動機要進一步提升熱效率,不得不從廢氣裡再榨取一些能量,濰柴通過排氣系統設計,提高渦輪效率,從廢氣又榨出了1%的熱效率。

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分區潤滑技術:

同樣的,機械元件的摩擦也會消耗動力,新型發動機在不同區域採取了不同的減摩技術,使得整體摩擦力降低20%。

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智能控制技術:

最後,發動機的噴油、配氣、渦輪、油泵、水泵以及各種傳感器都是通過ECU控制的,ECU的運算能力越強,發動機控制精度就越高,舉個例子,博世的柴油機高壓共軌能在近一毫秒的時間內噴射9次燃油,而噴油嘴的噴油信號都是ECU提供的,這對ECU的運算速度有極高的要求,濰柴新型柴油機上已經採用了自主研發的ECU。

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其實,我們從濰柴發動機上感受最深的一點是,很多中國廠商在自研發動機上已經從仿製吸收外國技術,走向了正向研發之路。在吃透發動機技術原理的前提下,結合計算機輔助設計和電控技術軟硬件技術,實現了產品不斷迭代升級,讓國產內燃機研發走向了快車道。

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這樣變化同樣發生在了乘用車的汽油發動機上,比如,比亞迪驍雲-插混專用1.5L高效發動機熱效率高達43%,而吉利正在開發的新一代混動專用動力總成平臺,其指示熱效率將達到49.5%。

寫在最後

在可以想象的未來,隨著節能減排的不斷推進,混合動力平臺將得到廣泛運用,而混動平臺的採用,將進一步釋放發動機熱效率的提升空間,不出意外的話,未來幾年,國產發動機一定會有越來越多的明星產品。

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