雅阁混动发动机如何工作以保持最佳状态?

雅阁混动发动机如何工作以保持最佳状态?_58汽车

雅阁混动车型的内燃机并非在固定几个转速下工作,而是通过维持内燃机输出的扭矩在最佳效率区间来实现高效运行。通过内燃机的BSFC万有特性图,我们可以看到自然吸气发动机在约1500转到3200转,扭矩维持在120N·m时,热效率达到最高。混动雅阁的内燃机设计允许它在需要时直接驱动车轮,或者在高效区间发电,将多余电力存储在电池中。当扭矩需求超出高效区间时,电池会提供额外电力以补足。这种设计使得内燃机在不运转时保持静止,运转时则始终在高效区间,从而实现节油。十代雅阁混动的2.0L发动机LFB相比九代的LFA有所改进,而2023海外版混动思域的2.0L发动机LFC进一步扩大了高热效率范围并增大了最大扭矩。

确切的说不是固定几个转速,而是固定内燃机输出的扭矩。

如图所示,左边是十代混动雅阁的内燃机BSFC万有特性图,右边是九代混动雅阁。

横轴是内燃机转速,纵轴是内燃机输出扭矩,热图(等高线)为对应工况下的热效率,其中五角星的地方,是热效率最高的顶峰。

可见对于一个自然吸气的发动机来说,转速在约1500转到3200转,扭矩维持在120N·m,热效率最高。

对于燃油车来说,因为车速、功率和发动机转速、扭矩需要满足一定的约束条件,因此大部分时间事实上都是工作在热效率很低的工况。例如市区通行,大部分时间内燃机工作在1000到3000转,40到60N·m,这个时候热效率实际上是较低的,如果遇上堵车那热效率就更没法看了。

当然了,事实上实际的燃油车的热效率会比下面这张图展示的热效率要差,因为对内燃机来说,在排量不变的前提下,要求功率和要求热效率是比较矛盾的事情。实际燃油车会针对功率(扭矩)进行一定的优化(降低压缩比),以及使用涡轮增压(提高进气量和喷油量),但上述两个措施都不利于热效率的提升。混动车型的内燃机是专门为热效率优化的,完全可以牺牲低转速扭矩(功率)乃至最高扭矩。以下图为例,2.0L排量的自然吸气发动机,最大扭矩才180N·m,要知道1.5T低功率版思域也有180N·m。

回到问题上来,混动雅阁的内燃机到底会运行在什么工况下?

对混动雅阁来说,内燃机要么不运转,要么就运转在高效区间。当需要的扭矩低于高效区间时,内燃机仍运转在高效扭矩区间,一部分提供给驱动电机驱动车轮,另一部分发电存储在电池中。当需要的扭矩高于高效区间时,内燃机仍运转在高效扭矩区间,不足的部分,由电池提供电力让驱动电机补足。当需要的扭矩正好就是高效区间附近时候(例如60km/h到80km/h),内燃机可以直驱车轮。当电池电力余量较多,且当前功率需求不大时,关闭内燃机,仅靠电池放电电机驱动车轮。

混动雅阁节油的关键在于很大程度上实现了车速、功率与内燃机工况的解耦合。让内燃机不动则已,动就动在高效区间。而图中的白线就是混动模式下,内燃机会选择的工况。

十代雅阁混动的2.0L发动机LFB,相比九代雅阁混动的2.0L发动机LFA,就已经有改进。而2023海外版混动思域的2.0L发动机LFC又进一步扩大了发动机的高热效率范围,以及增大了发动机的最大扭矩。

关于BSFC如果感觉很晦涩,可以看一下这个回答对BSFC图深入浅出的讲解。

关于根据BSFC图,来反推大约的油耗,可以参考这篇文章:

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