內(nèi)燃機效率在不同工況下的表現(xiàn)如何?

內(nèi)燃機效率在不同工況下的表現(xiàn)有較大差異。

在低負(fù)載工況下,如進氣沖程活塞下行吸氣、排氣沖程活塞上行排氣,需要克服外界大氣壓阻力,會產(chǎn)生排氣損失和泵氣損失,同時摩擦損失占比較大,因為即便松油門滑行也存在機械摩擦。

隨著負(fù)載增加,摩擦損耗量增加但占比減小,對熱效率的拖累程度減少。比如豐田著名的 A25A 系列 2.5L 引擎,燃油版和混動版峰值熱效率不同,效率分布也有差別。

內(nèi)燃機熱效率目前止步于 40 - 50%,超過一半能量被浪費,主要是排氣損失、冷卻損失、摩擦/機械損失和泵氣損失。冷卻損失指為維持發(fā)動機內(nèi)部溫度不至過高散失的熱量。馬自達(dá)下一代 Skyactiv - 3 暫定名的目標(biāo)最高熱效率為 56%,內(nèi)燃機作為熱機,根據(jù)卡諾循環(huán)效率公式結(jié)合當(dāng)前基礎(chǔ)科學(xué)水平,峰值熱效率極限約在 60%多。

在市區(qū)行駛時,內(nèi)燃機通常處于低效率工況,熱效率可能不到 20%,堵車時甚至不到 10%。高速路況下,內(nèi)燃機負(fù)荷、轉(zhuǎn)速達(dá)到理想狀態(tài),能保持很高的效率輸出,油耗大幅下降。

電機高效且高效區(qū)間范圍寬,在擁堵環(huán)境下低速行駛時優(yōu)勢明顯,能掩飾電池能量密度低等缺點。但高速行駛時,電機效率雖高,內(nèi)燃機效率也不差,電池能量密度短板就會出現(xiàn)。純電汽車高速行駛費電,根本在于目前動力電池包能量密度不如一箱油,比拼的是能量儲備。而電車高速再提速效果相對差,是因為沒有變速箱,固定傳動比導(dǎo)致不能及時降擋獲得更大扭矩。

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