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相信不少朋友會(huì )在網(wǎng)上看到“發(fā)動(dòng)機熱效率”這個(gè)詞，但未必能解釋清楚其中的含義，頂多知道這款發(fā)動(dòng)機很厲害罷了。下面我們就來(lái)看看發(fā)動(dòng)機熱效率到底是個(gè)什么概念：
發(fā)動(dòng)機的工作原理是讓燃料在汽缸內爆燃，在一瞬間內形成大量的高溫、高壓氣體，以此來(lái)推動(dòng)汽缸活塞運動(dòng)，從而將蘊藏在燃料中的化學(xué)能轉化成機械能，再通過(guò)曲柄機構將活塞的往復運動(dòng)轉化成作用于變速箱的圓周運動(dòng)。
發(fā)動(dòng)機其實(shí)就是將熱能轉化成動(dòng)能的東西。但柴油燃燒所得的能，有很多都是被浪費掉的。熱效率也就是1單位柴油所產(chǎn)生的動(dòng)能，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是熱效率越高，發(fā)動(dòng)機越省油。
所以，降低油耗與發(fā)動(dòng)機熱效率的高低密切相關(guān)。2009年美國能源部宣布，準備在2010-2015年投資2.7億美元用于研發(fā)比原有卡車(chē)油耗低50%、發(fā)動(dòng)機熱效率提高50%、排放標準高于歐VI的“超級卡車(chē)計劃”。在2016年，美國開(kāi)始了第二期超級卡車(chē)項目，投資8000萬(wàn)美元，在50%熱效率發(fā)動(dòng)機基礎上，進(jìn)一步將發(fā)動(dòng)機熱效率提升至55%?？得魉棺鳛槊绹壙ㄜ?chē)項目第一期和第二期的重要參與單位，發(fā)動(dòng)機熱效率達到了55%！這又是怎么做到的呢？
實(shí)現55%熱效率的總線(xiàn)路圖
康明斯在超級卡車(chē)計劃第一期中實(shí)現的51%熱效率（BTE）發(fā)動(dòng)機基礎上，繼續開(kāi)展節能技術(shù)研究。為實(shí)現55%熱效率的目標，預計將從燃燒系統方面優(yōu)化使BTE提升1.3%，從噴油系統方面優(yōu)化使BTE提升1.3%，從空氣系統（EGR和增壓器）方面優(yōu)化使BTE提升0.6%，從改善機械效率方面使BTE提升0.6%，從余熱回收系統優(yōu)化方面提升0.2%。采用這些優(yōu)化方法，使發(fā)動(dòng)機熱效率在原機基礎上提高了4%，達到55%熱效率水平。
燃燒系統優(yōu)化
燃燒系統優(yōu)化是改善熱效率的重要方法，其在實(shí)現55%熱效率目標中所占比重較大。在超級卡車(chē)第一期中，康明斯采用了鋼活塞，并對活塞進(jìn)行了冷卻。為了實(shí)現55%熱效率的目標，康明斯將進(jìn)一步提高壓縮比，無(wú)活塞冷卻或少量冷卻，采用先進(jìn)的隔熱涂層技術(shù)減小燃燒室的傳熱系數，提高冷卻液溫度，以降低傳熱損失。通過(guò)采用這些技術(shù)，預計使BTE提高1.3%。
燃油噴射系統優(yōu)化
在超級卡車(chē)第一期計劃中，康明期采用了傳統的高壓共軌和噴油器；而在第二期計劃中，康明斯將采用高流量噴油器，是傳統噴油器流量的3倍。提高噴油器流量有利于縮短燃燒持續期，預計通過(guò)提高噴油器流量使BTE提高1.3%。
空氣系統優(yōu)化
在超級卡車(chē)第一期計劃中，康明期采用了冷卻高壓EGR和VGT增壓系統；而在第二期計劃中，康明期采用了高低壓復合EGR系統和雙通道渦輪增壓系統，并對排氣歧管進(jìn)行優(yōu)化設計，預計使BTE增加0.6%。
余熱回收系統優(yōu)化
在超級卡車(chē)第一期計劃中，康明期對高壓EGR、排氣、冷卻水和機油中的余熱進(jìn)行了回收；而在第二期計劃中，康明期對高壓EGR、低壓EGR、排氣、冷卻水、機油和中冷器中的余熱進(jìn)行了回收，并對透平膨脹機進(jìn)行優(yōu)化設計，預計使BTE增加0.2%。
后處理系統
對于高熱效率發(fā)動(dòng)機而言，其N(xiāo)Ox排放通常較高，而且排氣溫度較低，對后處理系統提出了更高的要求。在超級卡車(chē)第一期計劃中，康明斯采用了DOC+DPF+SCR的傳統后處理技術(shù)；而在第二期計劃中，康明斯采用了DOC+SCRF Closed-Coupled +SCR的先進(jìn)后處理技術(shù)，可進(jìn)一步提高NOx轉化效率。SCRF是將選擇性催化還原SCR催化劑涂覆到壁流式微粒過(guò)濾器內，能同時(shí)降低柴油機NOx和顆粒物排放的集成式后處理裝置。
機械系統優(yōu)化
在超級卡車(chē)第一期計劃中，康明斯主要采用低張力油環(huán)、可變流量機油泵、等離子體噴涂氣缸套技術(shù)；而在第二期計劃中，康明期采用了低張力的活塞環(huán)、類(lèi)金剛石碳（DLC）涂層活塞環(huán)、新型等離子體噴涂氣缸套、可變流量泵以及降低氣門(mén)機構損失等技術(shù)。類(lèi)金剛石碳（DLC）涂層具有與金剛石涂層類(lèi)似的優(yōu)異性能以及石墨的自潤滑性能，具有優(yōu)異的耐磨性能和摩擦性能，能有效地降低摩擦損失、控制結構磨損。通過(guò)以上的機械效率提升技術(shù)，預計使BTE提高0.6%。
綜合以上來(lái)看，想把熱效率提高1%真不是一件簡(jiǎn)單的事情?？吹?5%發(fā)動(dòng)機熱效率這個(gè)數字，是不是忍不住要點(diǎn)個(gè)贊？
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