汽油机 热效率_汽油发动机热效率最高是多少

1.热效率超丰田！聊比亚迪骁云1.5L发动机

2.42.1%的热效率 国产发动机这么厉害了？

目前量产车中发动机热效率最高的是搭载在海外版马自达3上的那台SkyActiv-X压燃发动机，理论上最大热效率达到43%，有着技术宅之称的马自达终于如愿从丰田手中抢回了第一的位置，捍卫了自己在发动机领域的地位。不过量产车热效率第一的位置恐怕很快就要易主，而这一次不是马自达的老对手丰田、本田，而是很多人口中所谓“不行”的国产发动机。

这事还得从去年6月举行的长城汽车“2019?蜂巢易创新一代动力总成技术发布会”说起，会上长城推出了全新4N20平台发动机的首个量产机型EN01，该发动机热效率达到了38.3%，而升级产品的样机最佳指示热效率为48%。按照规划，长城还将研发热效率高达50%的发动机，比目前量产车中排量前两位的马自达3?SkyActiv-X压燃发动机（43%）和凯美瑞2.5L发动机（41%）热效率都要高。

那么发动机热效率是什么，车企为什么热衷于发动机热效率。

我们知道发动机一个周期包括了吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在做功冲程中，通过燃烧汽缸中的汽油/柴油等，将燃料的化学能转化为热能，然后热能再转化为推动活塞往复运动的机械能，最后通过活塞的往复运动来推动曲轴的转动。而热效率是指发动机中转变为机械能的有效热量与所消耗燃料的总热量的比值。

例如一台发动机的热效率为36%，那么它消耗的燃油中只有36%的能量转化为实际动力，而其他的64%能量因为排气损失、机械损失、冷却损失等等而浪费掉，简单来说你每加100元油，就有64元打了水漂。

听着有些夸张，但事实就是这么残暴，所以理论上，发动机热效率越高，在输出相同动力的情况下消耗的燃油越少，也就越省油。

有人估计会问，发动机热效率既然对油耗这么重要，那车企为什么不加足马力提高它呢？

尼古拉斯·奥托

其实从1860年第一台内燃机诞生以来，科学家就就尝试着各种努力去提高发动机热效率。从最早煤气机不到5%的热效率到1876年尼古拉斯·奥托提出的四冲程内燃机（汽油机），热效率一下子提高到了11%，再到1892年，鲁道夫·迪塞尔提出的压燃式四冲程内燃机（柴油机），热效率再次提高了一倍。

而到现在喷油器、油泵、缸内直喷、米勒循环、可变气门正时（VVT）、可变凸轮机构（VCS）、高压缩比、发动机管理系统等先进技术的运用，都和提高发动机热效率有关。所以有人说发动机的发展史就是热效率的发展史。

14RT-flex96C船用柴油机

不过从160年的内燃机发展史来看，热效率的提升似乎很慢，从最开始的5%左右到目前热效率最高内燃机——14RT-flex96C船用柴油机，其最高热效率也不过55%，160年来只增长了11倍，相比电脑性能每隔18-24个月便会增加一倍的速度来看，简直小巫见大巫。

SkyActiv-X压燃发动机

而四冲程的汽油发动机热效率的提升就更慢了，从1876年的11%到目前汽油发动机热效率普遍不到35%，搭载在马自达3上的那台SkyActiv-X压燃发动机，是目前量产车中热效率最高的汽油发动机，也不过43%。144年来，四冲程汽油发动机热效率提升不到4倍。

所以很多行业人士吐槽发动机热效率每提高1%都非常困难，但就是在如此困难的情况下，有些国产品牌却把发动机热效率做到了38%，而有些甚至有望突破50%。

红旗是去年发展势头最猛的自主品牌车企之一，也是第一个把车卖到500万却还一车难求的国产品牌，而更出人意料的就是红旗的技术。搭载在红旗HS5上的那台2.0T发动机，热效率达到了39%，是目前量产车中，热效率最高的国产发动机。

这台发动机用全铝合金缸体材质，用了350bar缸内直喷、进排气双VVT气门正时系统、热管理模块等技术。其中双VVT技术，可以在压缩阶段通过延迟关闭进气门使部分混合气体溢出气缸外，让发动机的膨胀比大于压缩比，从而提高发动机热效率。

一汽的这台代号CA4GC20TD-32的2.0T发动机最大功率为224马力，最大扭矩为340N·m，目前主要应用在红旗HS5上，将来或将运动在HS7等车型上，成为家族的主力发动机。

在去年6月举行的长城汽车“2019?蜂巢易创新一代动力总成技术发布会”上，长城品牌旗下专注于动力总成和智能研发的蜂巢易创公司推出了全新4N20平台发动机的首个量产机型EN01，该发动机融入米勒循环，在压缩阶段通过延迟关闭进气门使部分混合气体溢出气缸外，膨胀比大于压缩比使得气缸内剩余的气体燃烧更加充分。据悉热效率达到了38.3%，将来新发动机或将替代现款的2.0T发动机。

按照规划，4N20平台发动机还将推出代号为RY29的机型，用低压EGR（废气再循环）和停缸技术，热效率将达到41%；而代号为EY26的机型，用稀薄燃烧、EGR等技术，压缩比达到17:1，据悉热效率将达到50%。而至于这些发动机什么时候落地，买买君还没有得到确切的消息。

作为中国品牌第一阵营的车企，长安向来比较注重自主研发，拥有着国产品牌首个动力模块化平台——蓝鲸NE动力平台，该平台是长安中小排量模块化平台，可覆盖1.0-1.8L不同排量的发动机，零件通用率达到98%，并且兼容48V轻混、PHEV插电混动以及乙醇燃料。

而搭载在逸动蓝鲸版和CS35?PLUS蓝鲸版上的那台蓝鲸1.4T发动机，则是蓝鲸NE动力平台的首款产品。发动机用了350bar高压燃油直喷、可变排量机油泵、双VVT可变气门正时等技术，发动机最大功率为158马力，最大扭矩为260牛·米，热效率能够达到38%。

按照规划，蓝鲸NE动力平台还将推出一台1.5T发动机，其发动机热效率将达到40%，未来该发动机或将替代CS55?PLUS上的那台1.5T发动机。

广汽第三代2.0T发动机热效率同样达到38%，与长安蓝鲸1.4T并列国产量产发动机热效率第三名。

这款代号为4B20J1的2.0T发动机是广汽G平台下的第三代涡轮增压直喷发动机，相比第二代2.0T发动机保守求稳的做法，第三代加入了350bar高压燃油直喷、双涡管单涡轮、进排气双VVT等先进技术。发动机最大功率达到252马力，最大扭矩达到390牛·米，相比第二代发动机分别提升51马力和70牛·米。

奇瑞被称为中国的技术宅，在建厂初期就在走上了自主研发的道路，路途虽然充满荆棘，但却积累了丰富的经验和技术，并且打造出了当时国内热效率最高的国产发动机——ACTECO?1.6TGDI发动机，其热效率达到了37.1%。

奇瑞的这台1.6T发动机家族的第三代产品，用缸内直喷技术，搭载了奇瑞最新的iHEC燃烧系统，通过高强度进气系统、200bar高压供油系统，90毫米高能点火系统、第三代智能控制系统等技术来实现高热效率。

目前搭载这台1.6TGDI发动机的车型包括星途TX、瑞虎8、星途LX等，主要是奇瑞品牌旗下的高端车型。

理论上发动机热效率越高越省油，但是发动机热效率是随着发动机负荷变化而变化，其最高热效率只是在发动机状态最好的时候才会出现。

我们以凯美瑞的2.5L发动机为例，官方声称最高热效率达到40%，在SkyActiv-X压燃发动机没面世之前，是世界上量产车型中，热效率最高的发动机。我们从实车数据来看，只有当发动机转速在1800-2300rpm之间，扭矩在151-172N·m之间，两个条件同时满足时，才接近40%的最高热效率，只要其中任何一个条件不满足，热效率就达不到最高。而在日常的道路环境中，是很难让发动机处于最佳的工作状态（混动除外）。

所以车子是否省油，除了看最高热效率之外，还要看最高值是否持久。另外，影响油耗的因素还有很多，包括驾驶习惯、路况、车重、风阻等等，所以我们在购车时，不能单凭发动机的热效率去判断一款车是否省油。

热效率高的车虽然并不一定省油，但对于厂家来说，能否研发出热效率高的发动机一定程度上代表了厂家的研发能力。我们很欣慰的看到，随着技术的积累和研发的不断投入，国产发动机的热效率不断提高，甚至有了和国外品牌扳手腕的实力。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

热效率超丰田！聊比亚迪骁云1.5L发动机

目前热效率最高的丰田发动机能达到41%，如果来到100%会怎样？其实汽油内燃机的热效率永远不可能达到100%，而且目前的41%都只是最高热效率，只有汽车在理想的行驶条件下才能达到。

为啥提高发动机热效率这么难？

发动机热效率，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，是评定发动机燃油经济性的方式之一。但是发动机热效率的提高可以说是举步维艰。

从1960年到2020年，人类能够把宇航员送上火星，能够把列车的时速提高到450km/h，能够让手机用户从1G时代进入5G时代，但是汽油内燃机的热效率仅仅提高了多少？10%而已。1960年汽油内燃机最高热效率大约30%，如今，2020年约为40%，70年提高了10%，可见提高内燃机热效率有多难。

为什么提高热效率这么难？内燃机的本质是将热能转化为动能，但根据热力学第二定律：不可能从单一热源吸收热能并使之完全转换为有用功而不产生其他变化。首先在燃烧过程中，燃料燃烧产生的能量，只有一部分能够转化为机械能，其他的都变成热量散失了。就算是转化为机械能的这部分，依然还要损耗，比如说齿轮零部件的摩擦，活塞和缸壁的摩擦，都要损失能量。想要提高热效率，虽然可以通过提高压缩比、缸内直喷、等方式提高热效率，但是热效率有极限。

根据汽油机的奥托循环效率公式：η=1-ε^(1-γ），η为效率，ε为压缩比13，γ为空气比热容比。所以汽油发电机只要取奥托循环，热效率就不会超过64%。

混动汽车效率更高

在目前发动机热效率达到瓶颈的情况下，使用电机是目前比较现实的能够提高效率的方式，很多人其实并不理解为啥混动汽车油耗更低，他们觉得，用发动机烧油发电，再用电驱动电机，怎么可能比直接烧油效率更高呢？不符合能量守恒定律啊？这说明他们的物理学的都是半吊子，根本没有完全理解发动机热效率这回事。

发动机热效率一般都是指的最大热效率，是在理想条件下才能达到的，比如说以时速80km匀速行驶，但是日常开车是不可能一直维持这个工况的，市区行驶走走停停，发动机频繁处于高转速高负载，油耗也比较高，但是电机一方面效率能够达到90%左右，另一方面，电机无论转速多少，都能输出最大扭矩，所以也就能够始终保持最高效率。

所以为啥混动汽车能够省油，中低速使用电机驱动，避免使用发动机热效率最低的工况，而高速使用发动机直接驱动，利用发动机最高热效率的区间，所以能够省油也就在意料之中了。

所以短期来看，发动机的热效率提高依然任重道远，所以很多车企都用电机搭配内燃机的方式，来达到较高的实际效率，这种驱动模式，随着排放政策的日益严苛，可能会日益成为主流。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

42.1%的热效率 国产发动机这么厉害了？

[汽车之家?发动机技术]?“热效率”这个词近两年在汽车媒体圈出现地频率增多了，因为国内的发动机在不断刷新记录。但即便如此，比亚迪最近一次专题活动的PPT上，“43%全球量产汽油发动机最高热效率”一句话还是震撼到了在场的所有人。因为它意味着比亚迪全新1.5L发动机超过了日本丰田一直保持的量产最高热效率记录（41%）。而这只是一个开端，即将到来的还有比亚迪DM-i混动平台。

——?最高热效率这件事很重要嘛？

为了不让大家误解这个概念，我们首先要明确最高热效率的发动机≠最省油的发动机，因为最高热效率只是一个峰值，所以只能说在特定工况下，比亚迪这台1.5L机器是全世界最省油的量产汽油机。评判一款发动机是否省油，还有看它整体的高效区间够不够宽广。

虽然不能完全代表省不省油，但最高热效率值较大的发动机，它的综合燃油经济性不会太差。因为发动机的基本性能决定了，热效率如梯田一般，其顶点很高，那么它的平均海拔往往也是比较高的。

在过去很长一段时间内，中国品牌车企的汽油发动机最高热效率在37%以内，近些年从奇瑞1.5T的37.1%，广汽2.0T的38%，一汽2.0T的39%，再到长安蓝鲸1.4T的40%、广汽2.0L混动专用发动机的42.1%（未量产），中国发动机在热效率方面的挖掘取得了飞快地进步。而比亚迪的这台新机器将很快打破这样的记录。

从外界来看，近些年的比亚迪似乎一心扑在了新能源上，在传统燃油发动机方面的消息并不多。然而今年背后的努力终于结出了果实，7月份的成都车展上亮相了全新的骁云1.5T发动机（476ZQD），而最近又发布这款追求高燃效的骁云1.5L自然吸气发动机(472QA)。两者有着怎样的关系，后者又是怎样突破最高热效率，打败丰田和中国品牌对手的呢？

——?论热效率，它是如何干过丰田的？

这台发动机目前不会单独出现，与之匹配的是全新插电式混合动力系统，比亚迪称之为DM-i超级混动平台。关于新平台，官方目前只公布了发动机部分，剩下的电机、变速箱、电池等信息之后才会陆续曝光。

此前的比亚迪混动车型归属于DM-p平台，它们追求高性能输出，骁云1.5T发动机（476ZQD）也是一台注重性能的机器；而骁云1.5L自然吸气发动机则是DM-i平台下的核心动力，它更注重燃油经济性。

虽然这台发动机的热效率指标达到了世界前列，但它的硬件配置并不算“丰富”，因为它做了很多减法，它没有缸内直喷、没有排气侧VVT正时机构、没有涡轮增压器等等。

歧管喷射虽然不及缸内直喷来得更直接，喷油雾化效果更好，但对于这台不追求高功率输出的发动机来说足以满足需求。省去直喷系统和涡轮增压系统两个大部分，便让发动机的成本大大降低了（千元级）。

比亚迪重新设计了活塞造型，提高滚流效应。并且用小缸径、大行程的气缸设计，让燃烧室内的混合气在点火时更集中，燃烧效果更好。再以阿特金森循环、冷却EGR等技术，让这款发动机在出如此高压缩比的状态下依然能有比较好的爆震控制。

为了提升燃效，减低排放，它使用了EGR废气再循环技术，将一部分燃烧后排出的气体再次引入到气缸内，进行二次燃烧。为了提升燃效，用了高EGR率，更多的废气被二次引入气缸里。水冷系统对高温废气进行降温（降到100℃左右），防止爆震、不正常燃烧等问题。

摩擦损失是发动机燃效的杀手之一，减低摩擦损失是这台发动机上的重要设计目标。为此它的曲轴连杆、活塞、凸轮轴等零件进行了重新开发。另外，官方推荐使用0W-20低粘度机油，也是降低摩擦的一种方式。

工程师表示这台发动机多数情况下都会在2000-3000转运转，因为这是最高效的区间。为了改善发动机的NVH问题，也特意对这个转速区间的NVH问题进行了优化。

——?说了半天，什么时候量产呢？

虽然官方没有透露这套混动系统的原理和参数，但称其支持纯电续航60-80km，油耗在4L/100km以内（亏电状态下），且用“E-CVT”来描述了其变速机构。因此，可以猜测其原理可能类似丰田的混联方式，当然最终方案是怎样的，我们还是保持期待吧。

总结：

从早年间比亚迪速锐国内首搭自主研发1.5T涡轮增压发动机和6速双离合变速箱，到现阶段量产刀片电池的比亚迪汉EV，比亚迪在技术上往往让人出乎意料。这套基于43%最高热效率发动机的DM-i混动系统将会有怎样的实际表现，用不了多久我们就知晓答案了。（文/图?汽车之家?夏志猛）

9月21日，在天津中汽中心举行的“动力芯极限”发动机热效率认证上，通过试验测试得出，传祺第三代1.5TGDI、2.0TGDI发动机分别获得40.48%、40.23%热效率认证，第四代2.0ATK发动机获得42.10%热效率认证，刷新目前中国品牌发动机公开认证的最高热效率。

前两款发动机被广泛应用在GS4、GS5等紧凑型车上，很多消费者也是如数家珍了；而2.0TGDI发动机更多的是运用在高端一点的GM8、GS8和GA8上面；热效率最高的2.0ATK发动机则是为混动车型产品而准备的，目前还没有搭载在传祺车型上。

这个新闻的重点，那就是第四代2.0T发动机热效率达到了42.10%。首先我们要知道热效率是什么，它是指发动机输出的机械功与燃烧燃油产生的化学能之间的比率，即评价有多少热量转化成有效功，是衡量发动机技术水平的重要数据之一，对发动机的燃油经济性和环保性起到重要作用。

简单来说，热效率越高，那么发动机的燃油经济性和排放表现越好，因此，热效率的提升是解决当下汽车发展的节能环保要求，与消费者对于动力性、经济性要求矛盾的关键所在。目前发动机的发展陷入到一个瓶颈阶段，主流的国内汽油发动机的热效率普遍在35-40%，每提升1%都极为困难。

因此，从技术的角度来看，传祺的第四代2.0T发动机热效率达到了42.10%实属不易，对比合资品牌也是有过之而无不及。本田2.0L自然吸气发动机搭配混动技术，热效率为40.6%；丰田的2.5L自吸发动机搭配混动系统，热效率达到了41%；马自达最新研发的SKYACTIV-X汽油发动机热效率达到了惊人的43％，是目前热效率最高的汽油发动机之一。

热效率基本都是在50%以下，为什么不能全部转化成有效功呢？因为燃料在发动机内运行的时候，自身要消耗一部分功率，除了转化为热能之外，还要作用于发动机内的各种摩擦，这部分消耗就称为机械损失，以不同的方式散失于外界。

因此，对比目前国内外的发动机来看，传祺的2.0ATK发动机还是有着明显的优势的，不过在此之前，我们需要了解一下这个测试机构。

现在许多车企都以发动机热效率作为一个卖点，但是目前各家测试的方法五花八门，而对于消费者来说又难以去考证，市场缺乏一个准确的衡量标尺，因此对于热效率也是信心不足。那么，此次传祺发动机的评测机构，中汽中心又是否具备一定的说服力呢?

中国汽车技术研究中心有限公司（简称“中汽中心”）成立于1985年，总部位于天津，是在国内外汽车行业具有较大影响力的综合性科技企业集团。自成立以来，中汽中心均是为中国汽车产业服务，目前有职能部门9个、部门及全资子公司23家、控股公司7家，总资产113亿元，净资产86.5亿元，占地总面积8085亩，员工总数4572人。

华诚认证是中国汽车技术研究中心有限公司（CATARC）的全资子公司，创立于1996年，是经过中国国家认证认可监督管理委员会（CNCA）批准和中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可的，专注于汽车及其相关行业为主要服务对象的第三方认证机构。

中汽中心华诚认证推出的发动机热效率认证，是国内首个针对发动机热效率的第三方权威认证。也就是，从资质上来看，中汽中心华诚认证是没有什么问题的，但中汽中心华诚认证目测试过的发动机热效率还为数不多，此前测试的奔腾T77?PRO?1.5T第三代”智擎魔方”发动机，最高热效率为39.06%。

其测试的标准是将发动机进行暖机，在暖机结束后，将发动机运转至额定功率点，按照企业申报的发动机数据调整边界参数。然后根据GB/T?182标准要求进行净功率试验，确认该发动机状态正常。通过试验可得出该发动机有效功率和每小时耗油量，再根据有效热效率规定的方法计算确定发动机最高有效热效率。

也就是说，中汽中心华诚认证虽然是一家正规的机构，有着一套测试方法与标准，但是目前测试发动机数量较少，缺乏大量的行业数据作为说服力，影响力较小，这就好比中保研只测试三两款车型安全性，没有办法去进行大量的横向和纵向比较。目前更多的热效率其实都是厂家自己测试出来的，而厂家和机构之间测试标准之间存在哪些差异，又是一个需要深入研究的问题。

既然如此，我们不如先抛开测试的问题，来看看传祺的第四代2.0ATK发动机究竟是怎样做到的。根据目前传祺给出的信息来看，第四代2.0ATK发动机用阿特金森循环、15.6超高压缩比以及低温冷却外部EGR等技术，基于广汽GCCS燃烧控制系统，通过协同优化燃油喷射、缸内流动，实现在15.6超高压缩比和大EGR率下缸内燃烧过程的高效与清洁。

在热管理方面，用缸体缸盖分开水套和缸体分层水套设计、加上电子水泵、温控模块，实现精确的按需冷却控制，进一步降低整车能耗。在降低摩擦方面，用全可变机油泵、低张力活塞环、凸轮轴滚动轴承、DLC涂层等技术，最终达成了42.10%有效热效率。

从以上的信息来看，传祺是通过全面提升发动机的各项技术与用料，配合发动机的各种工况，以达到提高热效率的目的，从而提升燃油经济性和动力性能，完成了第四代的发动机的技术迭代。

42.10%的热效率背后，是传祺不断完善的研发体系，以及对于技术孜孜不倦的追求。对于传祺来说，此次中国品牌发动机公开认证的最高热效率，能够一定程度上提升传祺的品牌影响力，尤其是在技术方面的影响力，这是对传祺在技术方面钻研的一个褒奖，在日后的宣传营销上也有更多的资本和卖点。

当然，这一款发动机也只是自主品牌的一个亮点而已，在更多的普通消费者眼里，自主品牌与合资品牌的差距依然十分明显，而这种差距，虽然在近十年的发展中不断的缩小，但是消费者层面的认识还未真正改善。仅仅是一个热效率其实并不能说明什么，长久用车生活中的可靠性、经济性、维修保养便利性才是一个汽车的核心。

而从实际的市场表现来看，合资品牌的发动机着实更胜一筹，虽然在参数上面与同排量的发动机基本相差无几，但是在可靠性、油耗依然有着肉眼可见的差距，这也是目前消费者选择合资品牌的重要影响因素，甚至无所谓自主品牌在配置、空间、价格上的优势。

自主品牌的发展任重而道远，我们不能仅仅是因为一个42.10%的热效率就觉得赶超合资，客观的看待差距，迎难而上才是正确的方法，况且这款发动机还未大规模应用，42.10%的热效率带来的实际的使用效果未得到市场的长期验证，因此我们需要更多的观察时间。

发动机作为汽车的核心部分，自然是每个车企攻坚的重心，如今越来越多的自主品牌投入到自主研发的过程中，力图用技术、产品去改变以往消费者的固有看法，并且实际的效果也是有目共睹。对于每一次的进步，我们都应该看在眼里，正是有了这些点滴的努力，才有越来越小的差距。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。