国产发动机弯道超车成功了吗？

国产发动机在技术上与合资品牌差距缩小，部分品牌在热效率上实现了弯道超车。比亚迪的骁云-插混专用1.5L高效发动机凭借先进技术和高效燃烧系统，刷新了热效率记录，展现了国产发动机在新能源和混动领域的实力。然而，持续的技术研发和创新仍是保持领先地位的关键。中国汽车工业正在从追赶到超越，见证了中国汽车下一个时代的曙光。

先说结论，从国产发动机的整体现状来看，不能说是绝对的成功，但是至少国产发动机和合资品牌发动机的技术差已经在一代周期内了，完全可以说是处于同一个赛道。甚至有部分国产品牌已经在热效率上实现了弯道超车。

当前合资品牌的发动机可以简单粗暴地划分为德系和日系。德系造车历史悠久，机械工艺精湛，以大众和奥迪为代表的德系车，在发动机上的态度就是死磕涡轮增压，通过涡轮增压来提升动力和降低能耗。日系品牌的技术理念就完全不一样，大家都知道，丰田和本田是以高燃效闻名的，日系品牌觉得燃烧就是发动机的本质，所以一直在燃效上下功夫。

在传统内燃机领域，国产品牌不具备太大优势，因为国内相关行业起步得比较晚，缺乏一定的技术积累。但时代和技术都在向前发展，世界经济一直在不停调整调整产业结构，而中国近几年顺利抓住了5G、新能源等新领域，并已经初具了龙头之姿。既然在传统内燃机领域没有先发制人的机会，但至少可以抓住产业革新升级的机会，在弯道谋求新的发展。

传统内燃机的赛道已经太成熟了，基本没有太大的潜在想象空间。电动化是汽车行业的大势所趋，因此几乎所有的品牌都在布局新能源汽车。这次大家基本都在同一起点，国产品牌因此具备了超车的可能性。关注发动机的知友应该也发现了，最近一年以来，随着新能源汽车产业的蓬勃发展，越来越多的发动机追求极致热效率，那么究竟哪家发动机摘得这一领域的桂冠呢？这方面我也比较感兴趣，为此做了相对全面的数据统计。

众所周知，发动机的热效率和发动机的升功率在一定程度上是矛盾的指标，所以市面上热效率比较高的发动机都是混动车型专属的发动机，比如丰田的2.5HEV发动机，热效率41%，雅阁2.0HEV发动机，热效率40.6%，飞度1.5HEV混动发动机40.5%，卡罗拉1.8HEV发动机热效率40%，奇瑞的发动机39%，一汽发动机40%，东风的发动机41%，广汽的42%，一系列眼花缭乱的数字让人感叹新一代发动机的技术之先进，而到今天这个数据马上被比亚迪改写43%。

最高热效率不等于发动机日常使用的节油程度，它反应的是发动机效率的最高点，就像珠穆朗玛峰高度一样，它反映是山脉的最高点，我们日常使用的发动机工况是一个范围，就像我们行走在山脉的上，不一定时时刻刻都在山脉最高峰，对于HEV或者PHEV或者REV车型来说，动机与车轮解耦程度越高，这个数值越有价值，因为发动机可以尽量待在最高的热效率点。

这么高的热效率能带来什么直观的效果就是，哪怕是相对于普通燃油版更重车身的混动车型，在不充电的情况，油耗也在4L以内，极大的降低了用车成本也减少去加油站的加油次数。

对于发动机如何实现高效率的问题，其实理论方向是清晰的，但是工程实现却要一步一步的来，提高压缩比能提高热效率，也能提高爆震概率，所以实现高效率的问题，首先要解决，高压缩比情况下降低爆震的概率，爆震的原因在于，燃料太容易被压燃，或者燃料在燃烧的过程中传播太慢，末端可燃气体被已经燃烧升压的缸压压燃。

对于第一个问题，混合太容易被压燃的问题，从内燃机原理知识可以知道，14.7分空气和1分燃料的比值燃烧，这样的是比较经济的，这也是我们大部分发动机主要工作的一个混合气比例。如果想进一步提升经济性就需要引入大于14.7分的空气来燃烧，而这又会带来另一个问题，就是点火困难的问题，为此比亚迪这款骁云-插混专用1.5L高效发动机采用高能点火设计，点火能量能达到90mj。同时更为关键的是，采用深度的阿特金森循环，让发动机的膨胀比大于压缩比，也就让15.5机械压缩比成为可能。

而兼顾了大负荷动力性和小负荷经济性的同时又做深度的阿特金森循环就需要大角度的VVT执行器，所以这款比亚迪骁云-插混专用1.5L高效发动机的VVT角度调节幅度有60度，比市面上普通的45-50度更大。可燃气的燃烧速度也是非常重要，因为燃烧速度足够快，才能尽量在活塞开始下行的时候就能达到最大缸压开始对外做功，同时极速的燃烧速度也避免了，末端混合气的爆燃，为了提高混合气的燃烧速度，必要的进气道设计和活塞顶设计又非常关键，而这些都是比亚迪工程师默默做的功课，提高了滚流比，而滚流就是发动机进气过程中形成的绕气缸轴线垂直旋转的有组织的空气旋流，滚流在压缩过程中其动量衰减较少，并可保存在压缩行程的末期，来提高混合气的动能，进而提高燃烧速度。

还有其他非常多的配合高效率的措施，比如大比例的引入EGR策略，因为EGR是废气再利用，引入EGR既能改善排放也能提高经济性所以EGR是一个好技术，越高的经济性需要更高的EGR率，比亚迪这款发动机EGR率就非常高，而且采用了水冷冷却的技术，让EGR导入率高，但是又不明显增加可燃气内能，通过我这样简单的讲述就会明白，为了实现理论上的热效率，工程上需要很多的东西做配合。

我当然可以罗列一大堆，比亚迪此款发动机的技术，但是大家需要明白这些技术没有完美无缺的，引入既有受益也有风险，而工程的难度就是在于把受益最大化，把风险控制住。比亚迪这款骁云-插混专用1.5L高效发动机的技术含量很高，也不代表它是高不可攀，因为这些技术也是目前这两年较为主流的技术路线，但是比亚迪的厉害之处在于，在这些技术上做到极致，达到一个前所未有的新高度。

相当于大家都是考试，比亚迪拿了一个最高分，所以这个角度上讲，比亚迪对于这款发动机所花的精力是非常大的。

比亚迪骁云-插混专用1.5L高效发动机提升效果怎样？

骁云-插混专用1.5L高效发动机设计了“阿特金森循环+高滚流气道+超高压缩比+冷却EGR技术”的先进燃烧系统，通过使用深度阿特金森循环技术降低发动机缸内温度，采用冷却EGR技术稀释缸内混合气降低燃烧温度，设计高滚流气道提高缸内混合气燃烧速度，以此来抑制发动机爆震和早燃倾向，实现发动机的高效可控先进燃烧。通过这一系列操作，将发动机压缩比提升到了行业领先水平的15.5。

一般情况下，低负荷工况也就是低速的时候发动机热效率都比较低，主要原因是发动机节气门开度很小，节流损失较大。比亚迪的这款骁云-插混专用1.5L高效发动机通过冷却EGR技术和深度阿特金森循环技术的运用，在发动机较低负荷工况下可以使节气门开度调整到更大的位置，从而提高发动机低负荷工况的效率，成功解决了这一问题。

由此，无论高速还是低速，这款骁云-插混专用1.5L高效发动机都能最大程度的保证热效率，降低了发动机燃油消耗，减少了污染物排放，同时排放能够满足国6b法规要求。

而比亚迪骁云-插混专用1.5L高效发动机采用了分体冷却技术，对缸体和缸盖实行分体冷却，系统由一个电子主节温器和一个缸体蜡式节温器分别控制缸体和缸盖的冷却流量，结合电子水泵，将冷却液流量与发动机转速完全解耦，按需供给发动机各个部位冷却液。通过对缸体和缸盖冷却液流量的单独控制，使得发动机缸体缸盖的温度都保持在最合适的温度。最适合的温度提高了发动机燃烧速度，并降低爆震趋势和发动机摩擦损失，保证了发动机缸体在合适温度下高效工作。

在发动机在高负荷区间工作的时候，活塞温度较高，比亚迪骁云-插混专用1.5L高效发动机采用了一套PCJ活塞电控冷却喷嘴技术，能在发动机高负荷区间对活塞进行强制冷却，降低发动机爆震倾向，提升性能。而在高效区，活塞通常不会过热，此时关闭PCJ活塞冷却喷嘴可以减少热损失，提升热效率。

更高的工艺等级和新材料应用，让这台发动机可以使用0W-20低粘度机油，从而可以降低发动机各运动部件之间的摩擦损耗。与此同时，它采用了低张力活塞环设计，配合特殊珩磨网纹技术汽缸壁，降低活塞环与缸套壁面之间的摩擦损失。而更小的曲轴直径设计，进一步减小了曲轴与缸体轴座之间的摩擦接触面积，降低摩擦损失。

除了电动水泵让冷却液流量与发动机转速解耦以外，比亚迪骁云-插混专用1.5L高效发动机还采用了两级可变排量机油泵，让机油压力与发动机转速解耦。在发动机低速和高速时分别使用低油压和高油压模式，避免了过去为满足少数工况润滑需求而采用较大机油泵造成的能量浪费。将机油压力与发动机转速解耦，在发动机低速和高速时分别使用低油压和高油压模式。通过以上设计，骁云-插混专用1.5L高效发动机摩擦损失较上一代机型减少约20%

比亚迪骁云-插混专用1.5L高效发动机除了基于全铝架构研发之外，同时在发动机内部，还采用了高强度材料打造曲轴和连杆机构，在达到同样负荷承载能力的同时减小了体积，显著降低了曲轴和连杆等高速运动部件的质量。

不仅如此，骁云-插混专用1.5L高效发动机采用了集成式排气歧管设计方案，直接将排气歧管集成到发动机缸盖中，发动机缸盖上仅有两个排气口，缸盖排气口可以直接接尾气催化器、消声器等装置。由于集成式排气歧管设计方案省去了单独的排气歧管部件，同时发动机缸盖内部有更多空腔，减少了排气管和缸盖金属材料的用量，发动机整机重量可减轻3~5kg。通过各种轻量化方案，比亚迪骁云-插混专用1.5L高效发动机较上一代机型减重约10kg，处于行业领先水平，可以进一步降低发动机油耗水平。

除了热效率，这款发动机还有什么其他亮点？了解发动机的人都知道，阿特金森发动机经济性表现虽然突出，但是牺牲了一定的动力性。由于阿特金森循环本身的特性，进气门晚关会把未燃烧混合气排出缸外一部分，由此进气量变少。发动机进气量和喷油量有固定比值，在进气量较少的情况下，喷油量少，导致动力性会受影响。

为了完美平衡发动机的动力性和经济性，比亚迪这款骁云-插混专用1.5L高效发动机在大量实验和仿真的基础上，定制了智能的软件控制策略。通过升级进气控制模型，发动机能够精确调整阿特金森循环的深度，浅度时保持高动力，深度时显著降油耗，更加符合用户全工况用车环境下的油耗和动力需求。所以这款发动机的最大功率是大于本田地球梦那款HEV专用的1.5发动机的功率和扭矩，不仅在热效率上领先，也能做到在升功率上领先。

当然，在超高压缩比下，新的控制策略还建立了更加精准的爆震阈值标准，借助软件控制深入挖掘，可以实现在满足发动机可靠性的前提下，最大限度地压榨燃油热效率。

相对于传统燃油发动机这台新能源专用发动机具备什么样的优势？

这款骁云-插混专用1.5L高效发动机是一款经济性突出的发动机，能凭借超高热效率降低油耗。和电机协作动力性也很充沛，所以混动系统跟它是天生一对。骁云-插混专用1.5L高效发动机和电机的超级混动黄金组合，不仅能够保证低速与高速各工况的高效节能，同时这套油电系统的组合得益于大功率驱动电机的存在能够保证驾驶员在大功率需求工况下，动力响应敏捷迅速，加速超车随叫随到，性能全面优于同级别燃油车。

比亚迪：让我们见证中国汽车的下一个时代

曾经丰田以CKD方式导入第一代普锐斯以来，已不到同期燃油车一半油耗，让中国人震惊，外资的汽车技术如此先进，而我们的发动机还在还在大面积的采买三菱发动机，06年能自己做发动机的中国汽车企业屈指可数。而时间过了15年，已经不存在不能自产发动机的中国汽车品牌了，甚至更领先的中国品牌纷纷有了自己的看家本领。比亚迪作为最早投入到新能源车、节能车、混动车研发的汽车品牌，动力优势声名远扬，燃油经济性也很出色。而现在为了更好满足用户多元用车需求，比亚迪推出了DM-i超级混动技术。

比亚迪的这款骁云-插混专用1.5L高效发动机刷新了最高热效率，其意义在于，在电池有电的时候，实现0油耗的纯电续航，在电平衡的时候，能实现高效的工作表现，同时保证优秀的燃油经济性。比亚迪DM-i技术以家用车为定位，可以提供远超同级别燃油车的动力体验，也能提供远超同级别燃油车的油耗表现。对于高效率内燃机，43%热效率是一个业内领先水平，但是要长久保持领先，也就需要继续加大投入研发。我们这代人是幸运的，在我们成长的时代，见证了中国汽车工业有无到有，有小到大，由购买到自研，由追赶到超越的汽车技术变化里程，也让我们继续保持这份好奇和对于中国汽车人尊敬，见证中国汽车的下一个时代。

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