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什么是发动机小型化,为什么要关心?

2020-06-21 10:46:40来源:

不久前,仅根据引擎的大小,您几乎可以分辨出汽车的动力和速度。实际上,这是一种肯定的方法,制造商会-甚至仍然会这样做-自豪地将引擎的尺寸标在靴子上,以供所有人注意。结果,鲍勃(Bob)在他的“ 2.0”中每周去高尔夫俱乐部一次。护送,知道他显然比凯文(Kevin)出色,而他那辆闪亮的公司车只有1.6英镑。

但是,随着技术的不断进步,发动机尺寸已不再是一劳永逸的动力。引擎已经比以前更聪明了,营销人员正在用醒目的名称和徽标代替引擎徽章。那么,发动机小型化的情况如何,它如何工作,为什么会发生以及一切将导致什么呢?

什么是发动机小型化?

简而言之,如果汽车的引擎容量比前代汽车小,但仍能完成相同的工作甚至具有更好的性能,那么我们称其为小型化。一个很好的比较是飞机。您可以继续在客机上添加更大的螺旋桨发动机,但是随着性能的提高,它们将变得越来越渴,效率也非常低下。改为添加喷气发动机,它们会更快,更小并且可以更好地利用燃料。

缩小尺寸最畅销的例子之一是福特1.0升EcoBoost汽油发动机,其输出功率分别为99bhp,123bhp和138bhp,这意味着它可以有效替代过去的1.4、1.6甚至1.8升发动机。而且,它不仅可以安装在最畅销的嘉年华等小型轻巧的车型上,而且可以在B-MAX,C-MAX和Grand C-MAX中找到,其MPV最多可容纳7名乘员。甚至1.0升的EcoBoost微型电机也提供了EcoSport跨界车和基于Van的Tourneo Connect和Grand Tourneo Connect巨大的负载能力。

当然,不仅是福特,而且几乎每个现在都提供小型发动机的制造商。大众汽车集团拥有自己的1.0升和1.2升发动机,可提供与Touran MPV一样大的型号,而阿尔法罗密欧,菲亚特,起亚,现代,标致,雪铁龙,雷诺,日产,铃木和丰田等制造商同样提供小型发动机。和强劲的马达。

它是如何工作的?

发动机设计人员正在寻找更好的方法,以从更少量的燃料中提取更多的动力。内燃发动机通过点燃燃料并利用随后的爆炸将活塞向上推动并产生驱动力来工作。要点火,燃料必须与氧气混合,因此,如果存在尽可能多的尺寸,则小型发动机工作得最好。实现这一目标的最佳方法是使用涡轮增压器,该涡轮增压器将更多的氧气压入发动机气缸,从而产生更大,更有效的撞击。

涡轮增压器本质上是一个封闭的风扇,它利用来自发动机的废气来旋转并产生升压并为发动机加压。这曾经导致功率滞后(直到达到更高的转速时才感觉到它的好处),但是体积更小巧的可变几何涡轮增压器运转更快,大大降低了这种影响。

其他进步包括将燃料引入发动机的方式,功能强大的计算机和软件将燃料喷射控制到毫秒,并允许在安装了停止和启动功能的交通中关闭发动机。

为什么我们要缩小规模?

多年来,政府立法已经出台,以控制我们驾驶的汽车的排放水平。与之并驾齐驱的是征税,这意味着在英国,如果您的汽车排放的二氧化碳水平更高,则您将每年支付更多的汽车消费税(VED)。

因此,如果以福特为例,嘉年华的1.25公升1.25升嘉年华汽油可以管理54.3mpg的汽油并排放122g / km的二氧化碳,而它有足够的动力在13.3秒内从0-62mph加速。发动机功率较小的Fiesta 1.0升EcoBoost发动机功率为99bhp,输出功率为65.7mpg,每公里二氧化碳排放量为99g,可在11.2秒内从0-62mph冲刺。

1.25升排在D税区,年度道路税为110,£而1.0升排放的99g / km意味着它位于A税区,对于排放量小于100g / km的汽车,免费道路税。二氧化碳

听起来好得令人难以置信?好吧,这一切都是好的旧物理和聪明的工程学,但是有一个缺点。制造先进的涡轮增压发动机所需的额外设备和开发,使EcoBoost Fiesta的购买价格更加昂贵,并且随着时间的流逝,其维修成本也可能更高。

这一切将导致什么?

当前欧洲制造商需要遵守的法规被称为欧元6,并于2015年9月生效。其主要影响是将柴油车的NOx排放水平从180mg / km降低到仅80mg / km,而汽油车的排放量保持在60mg / km。

随着更加严格的限制生效,发动机将需要变得越来越高效。不得不等待,看看制造商提出了什么,但是有一些概念暗示了未来。

奥迪正在寻求推出电动涡轮增压器,它比传统的涡轮增压器具有一些优势。首先,它几乎可以立即提供最大的助力,而无需使发动机达到最高速度;其次,可以在没有涡轮扫气的情况下提高排气效率。

宝马还在研究注水,它将少量的水与气缸中的燃料和空气混合。现在,这听起来有些奇怪,但是水具有冷却效果,使空气更致密,燃烧过程更有效,从而提高了功率和效率。

但是,小型发动机最大的挑战可能是混合动力汽车。它们采用小包装的高性能-1.0升EcoBoost发动机的底座可以放在一张A4纸上-非常适合挤压在小型混合动力汽车的发动机盖下,紧挨着电动机和电池放在地板或靴子下面。结合使用燃烧和电力可能是在不久的将来满足日益严格的排放法规的唯一方法。