省油还能跑得快 汽车为何都在追求高热效率？

2017广州车展已经过去一段时间了，但各式各样令人眼花缭乱的新车依然吸引着众多网友的关注，丰田全新凯美瑞更成为关注的重点。这款基于丰田TNGA架构打造的新车，除了更加运动的外形，高达41%热效率的发动机也成为了热议的对象。但相信不少网友对热效率这一名词还是一头雾水。为什么高热效率能让汽车跑得快还能更省油呢?且听编辑慢慢跟您聊。

热效率是什么?

发动机热效率是发动机曲轴上输出的有效功与得到该有效功消耗的燃料内能的比值。在发动机的气缸中，燃料燃烧的总能量，除了一部分转化为机械能，推动活塞运动，其他部分都以不同的方式散失到外界。

这些散失到外界的能量主要是因为排气损失、冷却损失、机械损失、泵气损失等而被损耗掉了。所以我们才会追求高热效率的发动机，避免燃油的浪费。

我们换个通俗的说法，虽然并不严谨，但有助于大家对发动机热效率的理解：假设发动机是一位勤劳肯干的工人。消耗的燃料就如同吃下去的饭菜，而在工人感到饥饿，无力工作前所砌完的墙就是输出的有效功。有些工人吃了两碗米饭，只砌完了半面墙，就饿得无力工作了。而有些工人吃了一碗米饭，就能砌完整整一面墙。前者就相当于低热效率的发动机，而后者就相当于高热效率发动机。

高热效率的发动机，能量转化效率更高。在相同油耗下，热效率高的发动机动力会更充沛。相同速度下，高热效率的发动机会有更低的油耗。

追求高热效率的脚步从未停止

回顾内燃机的历史，我们也能看到随着技术的进步，内燃机的热效率也在逐步提升。1860年，第一台内燃机诞生，其由法国人勒诺瓦尔研制，燃料是煤气。压缩比为1，热效率4.5%,最大功率仅为4.5kW。

奥托研制的第一台四冲程内燃机

而到了1876年，德国工程师奥托研制第一台四冲程内燃机，压缩比2.5，热效率14%; 1886年，热效率达到15.5%; 1894年，热效率达到20%; 在1960年到2000年，发动机的热效率发展陷入停滞，均没有超过30%。

近些年来，随着技术的进步，绝大部分厂商的主流发动机已经达到了30%以上的热效率，比如大众的EA211，热效率为37%;而奇瑞的E4T15B发动机，也有着37.1%的热效率。

41%热效率是如何达到的？

相信到这里您已经了解了热效率是何物，也知道了高热效率带来的好处。让我们回到凯美瑞上来。首先我们要知道的是，凯美瑞代号为A25系列的2.5L发动机热效率为40%，只有在电机系统的辅助下，其热效率才能达到41%的峰值。

不过到目前为止，发动机技术的发展已经接近了极限，即便是1%的热效率提高也是很难得的事情。所以在全新凯美瑞上，各种科技可谓是应有尽有。其发动机采用了阿特金森循环、进气道附近缸盖造型也改为略上翘以及优化气门夹角。目的其实很简单，就是帮助进气气流更好地在燃烧室内形成滚流，便于燃油以及空气的混合。

除此之外，这款发动机还采用了进、排气门双可变正时技术，无极可变机油泵，高压缩比，EGR,多孔燃油喷射，低摩擦链条，树脂涂层轴承，气缸盖集成排气歧管等等。来自爱信的8AT变速箱通过换挡逻辑的升级，与发动机匹配后也带来了更好的油耗水平。

此外，电动机在燃油机非经济转速时进行介入，使得汽油机总能工作在最佳的转速工况下。通过上述众多技术的应用，才使得凯美瑞2.5L混动系统达到了41%的热效率。

在众多黑科技的辅助下，2.5L凯美瑞车型的的工信部百公里平均油耗仅为6L/100km，而2.5L混动车型的油耗甚至低到4.1L/100km。这也是目前为止，民用量产车领域的最高热效率动力系统。

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