为什么日系要用阿特金森/米勒循环?
从丰田、本田的混动结构我们可以看到,他们并不是传统的单电机的直连式结构,它的结构更加复杂,从而也就克服了很多单电机直连式的弊端,动能回收模式以及行驶充电的效率都很高。而且还有一点就是前面我们提到了,均采用了阿特金森循环/米勒的自然吸气发动机。
我们说传统的发动机,采用了奥拓循环,分为吸气、压缩、做工、排气四个冲程。奥拓循环是在吸满空气之后,进气门关闭,然后压缩、做功、排气这样循环。而阿特金森循环是怎样的呢,就是在吸气之后,它的进气门晚关闭,相当于把一部分空气排出去,或者说没有吸满一管空气。
奥托循环
这里有人如果较真的话,会说这叫米勒循环,没错,最早的阿特金森循环是一套复杂的连杆来实现,使得它的膨胀比大于压缩比。后来在1940年的时候,米勒改进了这套结构,让进气门晚关闭,不过目的依然是实现膨胀比大于压缩比。所以具体怎么叫,我觉得没必要较真了。
总之,这样做的好处是实现更高的燃油经济性,但是相应的动力会减弱。比如马自达的创驰蓝天技术,很省油,就是采用了可以在奥拓与阿特金森循环切换的工作模式。但是照顾到动力性,在地板油全力加速的时候,就必须要切回奥拓循环。
但是呢,由于有了电动机的存在,它在一定程度上会添补动力的不足,所以阿特金森循环就可以实现全域。而内燃机本身是否具有高效率,对于一辆混动车是否省油也是至关重要的。所以说,拥有一套复杂、合理、完善的混动结构在加上高效率的发动机,使得日系混动能够在燃油经济性上拥有巨大优势。
为什么欧洲、中国不用阿特金森/米勒循环?
现在你会发现,现在的汽车发动机,基本上涡轮增压已经占到了相当大的比重。也仅有日系几个厂商还在坚持自然吸气,比如马自达,而丰田本田已经都撑不住了(汉兰达和新思域都上涡轮)。而欧系、美系基本上就看不到了(大众1.6L即将被1.2T取代),即便是有,也是老掉牙的技术。
为什么会掀起这股涡轮风呢,还是得从欧洲说起。欧洲由于有严格的排放要求,而采用了涡轮增压技术就可以在模拟工况下获得一个比较低的排放。而恰恰中国还有按照排量征收消费税的奇葩政策,所以说推广涡轮增压就是一箭双雕的办法。原本3.0L的排量,现在用2.0T就能获得,我干嘛非要用3.0L呢。所以排量由上到下,基本上已经全面涡轮化了。不久前刚刚出台的1.6L购置税减半的政策,未来相信一票的2.0L、1.8L发动机都将被1.6T、1.5T取代。
涡轮增压的目的是什么,在不增加排量的情况下获得动力增强,但是油耗会相应提高,它的初衷与阿特金森循环是相冲突的,所以即便是在涡轮增压上面使用阿特金森循环,那也是窄域,就是涡轮起压之前的一小部分(比如汉兰达上面的8AR-FTS发动机)。
所以说与混合动力匹配,最好的选择就是阿特金森循环的自然吸气发动机。工程师当然也知道这样,但是现在除了日系,基本上没有车企还能有像样的自然吸气发动机,因为他们都在搞涡轮了呀。用涡轮也是不得已而为之,但是燃油经济性,肯定是要打折扣的。
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