空间大的汽车一定比空间小的汽车省油吗
《汽车热评》之前写过很多关于燃油经济性的文章,反复阐述和强调了一个观点,那就是汽车燃油经济性是一个高度综合性、系统性和复杂性的工程,不能仅仅从那辆车的一个方面或者几个方面就可以得出这款车一定要省油的结论。
比如,两个驾驶习惯不同的人,开同一辆车,司机温和,比好斗的司机更容易省油。但是,两个驾驶习惯不同的人开同一辆车。开得轻的不如开得猛的平稳。整个过程总是走走停停,或者路况不好。那么那些开车慢的人也可能比那些开车激进的人消耗更多的油。
这里,一辆车的热评只是一个简单的例子。然后,对比两款不同的车,看看谁更省油,我们当然不能只看它的空尺寸。
理论上讲,空之间的车越大,它的外观和造型可能就越大,行驶过程中汽车受到的风阻也就越大,车速越快,风阻造成的阻力也就越大。假设这两款车的发动机是一样的,那么空大尺寸的车可能会消耗更多的油,而且它大尺寸带来的重量也会更大,这也会在一定程度上影响你的油耗。
决定一辆车油耗高低的关键点有两个:排量和热效率。
位移之间的关系很容易理解。排量越大,油耗越高。
然而,如果大排量汽车的发动机热效率高,而小排量汽车的发动机热效率低,那么此时小排量发动机的油耗不一定低于大排量汽车。
想要弄清楚这个概念,我们首先得搞清楚什么是热效率?
热效率:指发动机输出的机械功与发动机燃油燃烧产生的能量之比,是衡量发动机技术水平的重要数据。我们平时谈论一台发动机的热效率,一般指的是热效率的最高点,而不是其高效率范围的平均值。
传统的内燃机都需要使用燃油作为基础燃料,燃油和空气体的混合物在发动机气缸内的高温高压环境中燃烧,从而促进活塞和曲轴的转动做功,从而将燃油燃烧产生的热能通过发动机、变速箱等传动系统传递给车轮。
根据“古神”尼古拉·伦纳德·萨迪·卡诺的说法,1842年提出的卡诺循环理论表明,发动机的热效率与两个热源的热力学温度有着密切的直接关系,即η=1-T1(低温物体,指环境温度)/T2(高温物体,指燃料燃烧的热能)。
从这个公式可以看出,在发动机的实际工作过程中,分子T1的变化范围很小,甚至没有变化,所以分母T2,也就是燃料燃烧提供的热能,是唯一具有较大值的变量。
由于汽车是由许多复杂的机械零件组成的物体,发动机本身会受到材料选择、结构合理性、材料耐热性、发动机技术、燃油燃烧控制、进排气技术、喷油方式、点火方式、点火角度等因素的影响。在动力传递过程中,会有各种能量损失的地方,比如克服金属零件之间的摩擦阻力,所以最终传递到车轮上的能量会大大减少。
因此,古代大神提出了“一切实用热机的效率都比卡诺热机低”的神论。
通过上述理论,我们很容易理解,不同发动机的T2值有一定的限制,发动机的热效率也是如此。但就我们目前的发动机技术而言,大部分发动机只有30-40%的燃烧能量,会真正转化为机械能,传递到车轮上。
因此,在排量相同的前提下,发动机的热效率比越高,这台发动机的动力输出越强,油耗越低,排放污染越少。
目前全世界各大汽车制造厂家所生产的发动机,能在发动机热效率方面处于一流水准的有:
1.马自达2019年推出的SKYACTIV-X发动机
它可以通过汽油压燃实现发动机的极度稀薄燃烧。这一革命性的举措让这款发动机的热效率达到了惊人的50%,未来有幸搭载这款发动机的车型就是马自达3。
2.丰田Dynamic Force系列2.5L发动机
其热效率为:40~41%。在马自达的汽油压燃发动机失败之前,丰田的发动机被认为是当之无愧的霸主,但不幸的是,它最终还是输给了技术宅男。目前第八代凯美瑞主要采用Dynamic Force系列2.5L发动机。
3.下一代奥迪EA888发动机
热效率:38.5-39%
4.本田L15B 1.5T涡轮增压发动机
5.大众EA211 1.5T TSI Evo涡轮增压发动机
它的热效率是:37.5%,目前还没有型号。
6.奇瑞的1.6T F4J16涡轮增压发动机
其标定热效率高达37.5%。
7.奇瑞的E4T15B 1.5L直列四缸涡轮增压发动机
其标定热效率高达37.1%。
因此,从上述经过验证的发动机技术来看,目前的发动机热效率比很难达到40%的水平,这些测试数据基本处于比较理想的工作状态才能实现。因此,发动机量产后的实际使用状态与厂家公布的理想工况下的试验数据仍有一定的差距。