“發(fā)動機熱效率”對于普通消費者來說，依舊是一個陌生的名詞，但它卻實實在在影響著日常用車的方方面面。熱效率是衡量發(fā)動機技術(shù)是否領(lǐng)先的一個重要指標，但通常所指的熱效率更嚴謹來說應(yīng)該是最高熱效率，可以類比發(fā)動機最大功率，最高熱效率數(shù)值越大，理論上發(fā)動機低油耗區(qū)間的工況持續(xù)時間越長，會更省油。發(fā)動機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。但在自主品牌當中，東風風神近日公布了最高熱效率達到41.07%，代號為C15TDR的1.5T發(fā)動機，實現(xiàn)了自主之最，國際領(lǐng)先，但這對我們消費者又意味著什么呢？

衡量一款發(fā)動機的優(yōu)劣，可以從四個維度上來判斷，動力性、經(jīng)濟性以及排放和耐久，而前三點和發(fā)動機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)動機熱效率。且在理論層面來說，同等排量下，發(fā)動機熱效率越高，發(fā)動機動力性會更好、油耗更低，排放水平也會更佳。

目前主流廠商的汽油機熱效率都能達到35%，而超過這個數(shù)值達到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)動機，熱效率數(shù)值達到了38%，動力性和燃油經(jīng)濟性兼顧平衡的特點，也使得被廣泛好評。目前應(yīng)用在凱美瑞上的2.5L四缸自吸發(fā)動機，結(jié)合豐田THS混動系統(tǒng)后的熱效率能達到41%，幾乎可以說是東風風神C15TDR 1.5T發(fā)動機出現(xiàn)之前，量產(chǎn)汽油機中熱效率的天花板水平了。（馬自達壓燃發(fā)動機并未正式官宣其最高熱效率）

為啥發(fā)動機技術(shù)經(jīng)過這么多年的發(fā)展，熱效率依舊是“不及格的學渣”水平？

發(fā)動機是熱機的一種，根據(jù)熱力學第二定律：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，化學能—熱能—機械能，在這個能量轉(zhuǎn)化過程中必然會有一定的損失。           

發(fā)動機在日常工作中會有各種的動力損失，比如熱損失（汽油燃燒產(chǎn)生的總能量，除了一部分轉(zhuǎn)化為機械能，推動活塞運動，其他部分都以不同的方式散失到外界），和機械損失（發(fā)動機在運轉(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)動機技術(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、馬自達的自吸發(fā)動機更容易達到高熱效率，而渦輪增壓發(fā)動機提升熱效率的難度更大。東風風神C15TDR發(fā)動機高達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)動機共有兩個版本，模塊化的設(shè)計理念使得高效版和動力版的零件通用率達到了90%。據(jù)悉，動力版和高效版C15TDR 1.5T發(fā)動機會分別應(yīng)用在傳統(tǒng)汽油車型和混動車型上，且會率先搭載在東風風神AX7（緊湊型SUV）上，后續(xù)會適配更多新車型。在性能參數(shù)層面，動力版相比現(xiàn)款A(yù)X7所搭載1.5T（DFMA15T ）發(fā)動機提升了35%以上。

要實現(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)動機上，且實現(xiàn)全面兼顧。打一個簡單不太嚴謹?shù)谋扔?，只有每一門成績都特別好的同學，在高考中還需要正常發(fā)揮才能考取國內(nèi)頂尖的學校。而C15TDR 1.5T發(fā)動機則是落實到每一項提升熱效率的技術(shù)應(yīng)用和細節(jié)改進，下面來看詳細解讀。

C15TDR發(fā)動機配備了350Bar高壓直噴系統(tǒng)，目前主流直噴發(fā)動機的噴射壓力大概在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)動機氣缸內(nèi)廢氣的裝置，廢氣再循環(huán)量的增加能降低汽油機在中低負荷工況下的節(jié)流損失，從而降低汽油機的燃油消耗率。通過低溫也減輕了發(fā)動機爆震傾向，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立于空氣環(huán)路而工作，由集成開關(guān)磁阻技術(shù)和即時響應(yīng)（300 毫秒）的電機驅(qū)動。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)化動力系統(tǒng)，減少發(fā)動機低效率工況從而提升燃油效率。

這臺發(fā)動機使用了進排氣氣門雙可變正時技術(shù)（DVVT），能對氣門開閉時間進行調(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)動機的能效更高，對于節(jié)省燃油，提升性能有明顯幫助。

對于大家關(guān)心的燃油標號問題，這臺1.5T發(fā)動機加注92號汽油即可滿足需求。高效版的壓縮比達到了12:1，對于渦輪發(fā)動機已經(jīng)是很高的水平了（日產(chǎn)VC-T發(fā)動機最大壓縮比為14:1）,因為越高的壓縮比越容易產(chǎn)生氣缸的突發(fā)爆震，造成熱損失，增加油耗。

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

潤滑方面提升的重點之處是采用了可變流量機油泵，按機油流量、機油壓力情況進行實際控制，盡力保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)在不同工況時，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)動機的運轉(zhuǎn)負荷增加不少。而活塞作為高負荷運轉(zhuǎn)的部件之一，所承受的熱負荷也愈來愈大。解決辦法是通過PCJ(活塞冷卻噴嘴)通過噴射霧狀機油的方式對活塞底部進行冷卻。C15TDR發(fā)動機上則是領(lǐng)先采用電控PCJ技術(shù)，發(fā)動機在不同的工作負荷下，通過對PCJ(活塞冷卻噴嘴)進行打開和關(guān)閉控制，更加節(jié)能的進行冷卻，使發(fā)動機在較好的燃油耗區(qū)域內(nèi)工作，進而起到降低燃油消耗的目的。

發(fā)動機運轉(zhuǎn)帶來的機械損耗可以通過降摩擦技術(shù)來盡力彌補，C15TDR發(fā)動機不僅僅是潤滑系統(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)動機熱效率。

在寒冷地區(qū)，受溫度因素的影響，油液流動性差會造成發(fā)動機啟動困難，持續(xù)強行啟動發(fā)動機不僅會造成缸體磨損，嚴重還會出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象（火燒油底殼等提溫手段極不安全）。C15TDR發(fā)動機的油底殼采用了雙腔室的設(shè)計，啟動時會優(yōu)先加熱環(huán)境溫更高的內(nèi)腔室機油，使得主油道的溫升時間會縮短30%。而在適宜環(huán)境溫度下，啟動暖機（發(fā)動機油液充分潤滑，讓水箱水溫升高）的速度會更快，最短時間內(nèi)達到最佳待行駛狀態(tài)，而降低油耗。

此外，為了讓這臺C15TDR發(fā)動機有著更好的NVH性能，工程師做了很多針對性優(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)后的振動幅度和頻率，以及不同工況下對交變負荷的抗沖擊能力。離心擺雙質(zhì)量飛輪，用于隔離發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)動的不均衡性帶來的變速箱扭轉(zhuǎn)振動，尤其是能把發(fā)動機低效區(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，也因此實現(xiàn)了發(fā)動機抖動和噪音的降低。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)動機熱效率有四個途徑：一是提高發(fā)動機的壓縮比，給燃油創(chuàng)造一個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)化為動能，用于有用功；三是對廢氣和氣缸溫度進行熱量優(yōu)化管理，降低熱損失；四是深度降摩擦，減少機械損失，降低發(fā)動機額外功的損失。

通過對以上的技術(shù)分析，不難發(fā)現(xiàn)，這臺發(fā)動機在提升發(fā)動機熱效率的每一個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)動機最大熱效應(yīng)一步一步提升，達到了世界一流的水平。當天，這臺代號為C15TDR的1.5T發(fā)動機，經(jīng)過了中國汽車研究中心華誠認證（天津）公司的技術(shù)認證，其最高熱效率達到了41.07%。從目前了解到的自主品牌量產(chǎn)汽油發(fā)動機當中，它應(yīng)當算是首款最高熱效率超過41%的發(fā)動機，且在世界范圍內(nèi)，也是目前量產(chǎn)汽油渦輪增壓發(fā)動機當中的最高熱效率。據(jù)悉，到2030年之前，東風還將會推出最高熱效率達到42-43%的C15TDR第二代發(fā)動機（研發(fā)中），以及最高熱效率≥45%的C15TDR第三代發(fā)動機（研發(fā)中）。

寫在最后：說了這么多，從實驗室理論和技術(shù)性層面來看，這臺1.5T發(fā)動機該有的節(jié)油技術(shù)一個不差，但落實到整車以及日常使用場景當中，到底省不省油，其實還和諸多因素有關(guān)，諸如傳動系統(tǒng)、車重、風阻，駕駛習慣等。據(jù)悉，這臺1.5T發(fā)動機（高效版是油電混動）會率先搭載在新款東風風神AX7之上，后續(xù)會適配更多新車型，對于購車預(yù)算在10萬元左右，想購入一臺經(jīng)濟實惠、家用SUV的朋友，值得期待。屆時，網(wǎng)上車市也將會帶來更加詳細的實車評測報道和油耗測試，敬請關(guān)注。