“發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率”對(duì)于普通消費(fèi)者來說，依舊是一個(gè)陌生的名詞，但它卻實(shí)實(shí)在在影響著日常用車的方方面面。熱效率是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是否領(lǐng)先的一個(gè)重要指標(biāo)，但通常所指的熱效率更嚴(yán)謹(jǐn)來說應(yīng)該是最高熱效率，可以類比發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，最高熱效率數(shù)值越大，理論上發(fā)動(dòng)機(jī)低油耗區(qū)間的工況持續(xù)時(shí)間越長，會(huì)更省油。發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率層面一直是豐田和本田為主的日系廠商占據(jù)領(lǐng)先地位。但在自主品牌當(dāng)中，東風(fēng)風(fēng)神近日公布了最高熱效率達(dá)到41.07%，代號(hào)為C15TDR的1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了自主之最，國際領(lǐng)先，但這對(duì)我們消費(fèi)者又意味著什么呢？

衡量一款發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)劣，可以從四個(gè)維度上來判斷，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放和耐久，而前三點(diǎn)和發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率都有著很大的關(guān)聯(lián)，這也是為啥幾乎所有車企都不余遺力使用各種技術(shù)手段去提升發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。且在理論層面來說，同等排量下，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率越高，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性會(huì)更好、油耗更低，排放水平也會(huì)更佳。

目前主流廠商的汽油機(jī)熱效率都能達(dá)到35%，而超過這個(gè)數(shù)值達(dá)到37%再往上就是極為優(yōu)秀的水平了。搭載在思域上的1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)，熱效率數(shù)值達(dá)到了38%，動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性兼顧平衡的特點(diǎn)，也使得被廣泛好評(píng)。目前應(yīng)用在凱美瑞上的2.5L四缸自吸發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)合豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)后的熱效率能達(dá)到41%，幾乎可以說是東風(fēng)風(fēng)神C15TDR 1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)之前，量產(chǎn)汽油機(jī)中熱效率的天花板水平了。（馬自達(dá)壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)并未正式官宣其最高熱效率）

為啥發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)經(jīng)過這么多年的發(fā)展，熱效率依舊是“不及格的學(xué)渣”水平？

發(fā)動(dòng)機(jī)是熱機(jī)的一種，根據(jù)熱力學(xué)第二定律：不可能從單一熱源吸收熱能并使之完全轉(zhuǎn)換為有用功而不產(chǎn)生其他變化。說人話就是，汽油燃燒產(chǎn)生的熱能不可能完全用來做功產(chǎn)生，化學(xué)能—熱能—機(jī)械能，在這個(gè)能量轉(zhuǎn)化過程中必然會(huì)有一定的損失。           

發(fā)動(dòng)機(jī)在日常工作中會(huì)有各種的動(dòng)力損失，比如熱損失（汽油燃燒產(chǎn)生的總能量，除了一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，其他部分都以不同的方式散失到外界），和機(jī)械損失（發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，各組件之間相互磨損造成能量損失）。這也是阻礙發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的世界難題，熱效率哪怕是1%的提升都是一件極其困難的事。從技術(shù)層面來說，豐田、本田、馬自達(dá)的自吸發(fā)動(dòng)機(jī)更容易達(dá)到高熱效率，而渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)提升熱效率的難度更大。東風(fēng)風(fēng)神C15TDR發(fā)動(dòng)機(jī)高達(dá)41.07%熱效率的背后隱藏的是巨大成本和研發(fā)精力的投入。

C15TDR 1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)共有兩個(gè)版本，模塊化的設(shè)計(jì)理念使得高效版和動(dòng)力版的零件通用率達(dá)到了90%。據(jù)悉，動(dòng)力版和高效版C15TDR 1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)分別應(yīng)用在傳統(tǒng)汽油車型和混動(dòng)車型上，且會(huì)率先搭載在東風(fēng)風(fēng)神AX7（緊湊型SUV）上，后續(xù)會(huì)適配更多新車型。在性能參數(shù)層面，動(dòng)力版相比現(xiàn)款A(yù)X7所搭載1.5T（DFMA15T ）發(fā)動(dòng)機(jī)提升了35%以上。

要實(shí)現(xiàn)高熱效率的手段并非為多高深且難以理解，包括高壓縮比、直噴、熱管理、低摩擦、阿特金森（米勒）循環(huán)等，目前在理論階段已經(jīng)有著很徹底的研究了，但難就難在如何應(yīng)用到量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)上，且實(shí)現(xiàn)全面兼顧。打一個(gè)簡單不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋扔鳎挥忻恳婚T成績都特別好的同學(xué)，在高考中還需要正常發(fā)揮才能考取國內(nèi)頂尖的學(xué)校。而C15TDR 1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)則是落實(shí)到每一項(xiàng)提升熱效率的技術(shù)應(yīng)用和細(xì)節(jié)改進(jìn)，下面來看詳細(xì)解讀。

C15TDR發(fā)動(dòng)機(jī)配備了350Bar高壓直噴系統(tǒng)，目前主流直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射壓力大概在250-300Bar之間，更高的噴射壓力能夠讓燃油實(shí)現(xiàn)更好的霧化，從而在氣缸內(nèi)更充分的燃燒，降低燃燒損失，也就是相當(dāng)于省油了。且更高的噴射壓力可以大幅度降低顆粒物的排放，尤其是PN顆粒物數(shù)量的排放，有利于滿足國六b排放。

用來冷卻部分返回到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)廢氣的裝置，廢氣再循環(huán)量的增加能降低汽油機(jī)在中低負(fù)荷工況下的節(jié)流損失，從而降低汽油機(jī)的燃油消耗率。通過低溫也減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)爆震傾向，從而減少了傳熱損失，高壓冷卻EGR能明顯提升廢氣再循環(huán)率，減少傳熱損失，降低油耗。

電控渦輪增壓器能獨(dú)立于空氣環(huán)路而工作，由集成開關(guān)磁阻技術(shù)和即時(shí)響應(yīng)（300 毫秒）的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此，它能夠根據(jù)不同工況提供所需的轉(zhuǎn)矩，電控渦輪增壓器通過優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)，減少發(fā)動(dòng)機(jī)低效率工況從而提升燃油效率。

這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)使用了進(jìn)排氣氣門雙可變正時(shí)技術(shù)（DVVT），能對(duì)氣門開閉時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，低速扭矩和高功率輸出都能兼顧。并且能夠?qū)崿F(xiàn)膨脹比大于壓縮比的阿特金森循環(huán)工況，讓氣缸內(nèi)的混合氣體被壓回進(jìn)氣管一部分，這樣活塞加速做功的沖程就長于壓縮沖程，可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)的能效更高，對(duì)于節(jié)省燃油，提升性能有明顯幫助。

對(duì)于大家關(guān)心的燃油標(biāo)號(hào)問題，這臺(tái)1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)加注92號(hào)汽油即可滿足需求。高效版的壓縮比達(dá)到了12:1，對(duì)于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)是很高的水平了（日產(chǎn)VC-T發(fā)動(dòng)機(jī)最大壓縮比為14:1）,因?yàn)樵礁叩膲嚎s比越容易產(chǎn)生氣缸的突發(fā)爆震，造成熱損失，增加油耗。

發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部組件選裝以及傳動(dòng)過程當(dāng)中，部件之間有著各種摩擦造成的能量損失。摩擦損耗是發(fā)動(dòng)機(jī)額外功消耗的最大部分，減少了摩擦等額外功后，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率便會(huì)很明顯的提升，這也是通過結(jié)構(gòu)性、材質(zhì)上的優(yōu)化相對(duì)容易提升發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的地方。

潤滑方面提升的重點(diǎn)之處是采用了可變流量機(jī)油泵，按機(jī)油流量、機(jī)油壓力情況進(jìn)行實(shí)際控制，盡力保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在不同工況時(shí)，能持續(xù)保持油道內(nèi)的恒定壓力值。不僅滿足潤滑所需，還能減少傳統(tǒng)定量機(jī)油泵供油量過剩的問題。

高壓縮比、缸內(nèi)直噴的技術(shù)應(yīng)用除了益處之外，也使得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷增加不少。而活塞作為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的部件之一，所承受的熱負(fù)荷也愈來愈大。解決辦法是通過PCJ(活塞冷卻噴嘴)通過噴射霧狀機(jī)油的方式對(duì)活塞底部進(jìn)行冷卻。C15TDR發(fā)動(dòng)機(jī)上則是領(lǐng)先采用電控PCJ技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工作負(fù)荷下，通過對(duì)PCJ(活塞冷卻噴嘴)進(jìn)行打開和關(guān)閉控制，更加節(jié)能的進(jìn)行冷卻，使發(fā)動(dòng)機(jī)在較好的燃油耗區(qū)域內(nèi)工作，進(jìn)而起到降低燃油消耗的目的。

發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的機(jī)械損耗可以通過降摩擦技術(shù)來盡力彌補(bǔ)，C15TDR發(fā)動(dòng)機(jī)不僅僅是潤滑系統(tǒng)上投入較深，包括缸體組件、曲軸系、閥系、鏈系、附件系都有著深度降低摩擦的技術(shù)手段。如采用帶有DLC涂層（非晶態(tài)涂層、具有低摩擦、高耐熱等特性）的活塞銷、氣門挺柱、低張力皮帶、低預(yù)緊力氣門彈簧、低摩擦油封等20余項(xiàng)降摩擦技術(shù)，降低了摩擦所損失的能量，間接提高了發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。

在寒冷地區(qū)，受溫度因素的影響，油液流動(dòng)性差會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，持續(xù)強(qiáng)行啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)不僅會(huì)造成缸體磨損，嚴(yán)重還會(huì)出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象（火燒油底殼等提溫手段極不安全）。C15TDR發(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼采用了雙腔室的設(shè)計(jì)，啟動(dòng)時(shí)會(huì)優(yōu)先加熱環(huán)境溫更高的內(nèi)腔室機(jī)油，使得主油道的溫升時(shí)間會(huì)縮短30%。而在適宜環(huán)境溫度下，啟動(dòng)暖機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)油液充分潤滑，讓水箱水溫升高）的速度會(huì)更快，最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最佳待行駛狀態(tài)，而降低油耗。

此外，為了讓這臺(tái)C15TDR發(fā)動(dòng)機(jī)有著更好的NVH性能，工程師做了很多針對(duì)性優(yōu)化，包括采用平衡優(yōu)化的曲軸，能大幅度降低曲軸高速旋轉(zhuǎn)后的振動(dòng)幅度和頻率，以及不同工況下對(duì)交變負(fù)荷的抗沖擊能力。離心擺雙質(zhì)量飛輪，用于隔離發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不均衡性帶來的變速箱扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，尤其是能把發(fā)動(dòng)機(jī)低效區(qū)間（怠速或者車輛低速）內(nèi)的不均衡性過濾掉，這樣就給降低怠速轉(zhuǎn)速提供了可能性，也因此實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)和噪音的降低。在怠速狀態(tài)下，廠商公布車內(nèi)的噪音值為36dB（人體無明顯感知）。

一般來說，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率有四個(gè)途徑：一是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，給燃油創(chuàng)造一個(gè)盡可能完全燃燒的物理環(huán)境；二是提高燃油的燃燒效率，讓燃油盡可能多地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，用于有用功；三是對(duì)廢氣和氣缸溫度進(jìn)行熱量優(yōu)化管理，降低熱損失；四是深度降摩擦，減少機(jī)械損失，降低發(fā)動(dòng)機(jī)額外功的損失。

通過對(duì)以上的技術(shù)分析，不難發(fā)現(xiàn)，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在提升發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的每一個(gè)層面都做了深度投入，類比于木桶效應(yīng)，全方位的技術(shù)提升，才能使得發(fā)動(dòng)機(jī)最大熱效應(yīng)一步一步提升，達(dá)到了世界一流的水平。當(dāng)天，這臺(tái)代號(hào)為C15TDR的1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過了中國汽車研究中心華誠認(rèn)證（天津）公司的技術(shù)認(rèn)證，其最高熱效率達(dá)到了41.07%。從目前了解到的自主品牌量產(chǎn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中，它應(yīng)當(dāng)算是首款最高熱效率超過41%的發(fā)動(dòng)機(jī)，且在世界范圍內(nèi)，也是目前量產(chǎn)汽油渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中的最高熱效率。據(jù)悉，到2030年之前，東風(fēng)還將會(huì)推出最高熱效率達(dá)到42-43%的C15TDR第二代發(fā)動(dòng)機(jī)（研發(fā)中），以及最高熱效率≥45%的C15TDR第三代發(fā)動(dòng)機(jī)（研發(fā)中）。

寫在最后：說了這么多，從實(shí)驗(yàn)室理論和技術(shù)性層面來看，這臺(tái)1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)該有的節(jié)油技術(shù)一個(gè)不差，但落實(shí)到整車以及日常使用場景當(dāng)中，到底省不省油，其實(shí)還和諸多因素有關(guān)，諸如傳動(dòng)系統(tǒng)、車重、風(fēng)阻，駕駛習(xí)慣等。據(jù)悉，這臺(tái)1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)（高效版是油電混動(dòng)）會(huì)率先搭載在新款東風(fēng)風(fēng)神AX7之上，后續(xù)會(huì)適配更多新車型，對(duì)于購車預(yù)算在10萬元左右，想購入一臺(tái)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、家用SUV的朋友，值得期待。屆時(shí)，網(wǎng)上車市也將會(huì)帶來更加詳細(xì)的實(shí)車評(píng)測報(bào)道和油耗測試，敬請關(guān)注。