說起內燃機的出現，可以追溯到150多年前的1860年。經過科學家們的不斷完善，這種利用燃燒壓力推動活塞作功的動力來源形式，已經得到了廣泛應用。汽車業、農業機械、工程機械、船舶以及某些小型飛機也都由內燃機作為動力來源。而最初的內燃機的熱效率不到5%，功率也不超過6千瓦。vip網
兩年后也就是1862年，法國科學家羅沙對內燃機熱力過程進行理論分析后，提出了提高內燃機效率的要求。隨后的1876年，德國發明家尼古拉斯·奧托（Otto）運用羅沙的原理，創制成功第一臺往復活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦（4.4馬力）的四沖程內燃機，轉速為156.7轉/分，壓縮比為2.66，熱效率達到14%。這在當時，無論是功率還是熱效率都是最高的。
直到1883年，德國戴姆勒（Daimler）公司制造成功了第一臺立式汽油機。100多年以來，內燃機結構并沒有發生大的變化，但隨著材料工藝及電氣化時代的到來，讓內燃機的效率、動力、排放一直在進步。
當大部分人認為功率、扭矩越高，才能展示一臺發動機的技術水準時，豐田在去年宣布：自家發動機的熱效率達到了40%（混合動力版為41%），為目前量產汽油機的“全球最高水平”。很多人對此感到新鮮和疑惑：為什么“熱效率”一詞最近總是頻繁出現？
比馬力更為重要的指標
其實，發動機熱效率不是什么新鮮概念，相反，它是比功率、扭矩更基礎的一個概念。從1862年羅沙對內燃機提出的要求就可以看出，“熱效率”是業界衡量發動機技術水平的一個重要數據。
目前市面上的發動機熱效率大多在33%到37%之間，像豐田的40%（混合動力版為41%）的熱效率值，已經遠遠高出行業平均水平。其實，在提高發動機燃燒效率這件事上，在日本已經不光是某個汽車公司的目標了，而是早已上升到其“國家戰略”層面，并設立了由豐田、本田、日產、鈴木等八家車企和一家研究所共同組成的“汽車內燃機研究協會（AICE）”。
再加上日本東京大學、早稻田大學等一流大學的參與，讓“提升發動機熱效率”這件事，已經成了“廠商、高校、政府”結合的國家層面的戰略性行動。
在汽車領域，占有一席之地的日本汽車廠商都選擇了“抱團取暖”，到底這個被日本人這么重視的發動機熱效率能代表什么？
中國品牌毫不示弱
內燃發動機的工作原理，是把燃油燃燒產生的熱量轉化為機械能，轉化成的機械能與燃油燃燒產生的能量之間的比例，就是所謂發動機的熱效率。一臺發動機不可能將所有熱能全部轉換為機械能，燃油在氣缸內爆燃，推動活塞上下運動，活塞再通過連桿，帶動曲軸轉動起來，汽車的動力正是來源于此。而其余的熱量都白白浪費掉了，此外發動機運轉時還有泵氣損失、機械損失、排氣損失等額外的消耗，都會降低發動機的熱效率。
因此，燃油燃燒產生的熱能，真正能轉化成機械能的目前只有百分之三十幾，大部分都被消耗掉了，所以能達到40%左右的最大熱效率對一款汽油發動機來說已經很厲害了。
這種通過燃料燃燒后釋放出大量熱，進而推動活塞做功來驅動汽車的能量轉化率，才是衡量發動機運轉效率最基礎的一個數據，像功率、扭矩這些參數，都是建立在這一數據基礎之上。之所以日本把發動機的熱效率放到這么高的位置上去研究，道理正是如此。
從世界范圍內來看，目前豐田的2.5升Dynamic Force系列汽油發動機在自然吸氣領域為“世界之最”。而增壓型發動機要避免發生爆震，設定了較低的壓縮比，因此本田的1.5T（L15B）系列發動機以38%的熱效率排在“增壓界”世界之最。大眾目前的主力發動機1.4T（EA211），其熱效率是37%，而新的1.5T發動機熱效率可以達到37.5%。中國品牌的發動機里，最近也出了位“世界級”選手。
長安在不久前的重慶車展上，發布了基于藍鯨NE動力平臺的首款發動機——藍鯨NE 1.4T渦輪增壓發動機，這款即將量產的1.4T發動機可以實現37.6%的最大熱效率，后期還會推出40%的升級版。這樣看來，長安的這臺1.4T完全具備與世界頂尖選手一戰的潛力，這也是目前中國品牌中熱效率最高的發動機。
看長安如何提高熱效率
先來看看發動機工作時，熱能是怎么丟掉的。首先，汽油在氣缸內不能完全燃燒，導致燃燒不充分，結果就是有一部分汽油的能量并沒有轉化成熱能。所以最直接有效的方式就是提高燃燒效率，其次就是改善進氣和排氣，減少進排氣過程中造成的能量損失，就是所謂的“泵氣損失”。
從目前長安披露的資料看，藍鯨NE 1.4T發動機采用博世最新一代的缸內直噴系統，噴射壓力達到350Bar，這大概比此前主流發動機高了一倍。更大的噴射壓力讓汽油分子霧化效果更好，結果就是燃燒效率更高，這樣一來熱效率自然會提升。官方稱這一項技術能讓發動機的動力提升1%-2%，油耗降低1%-3%，并達到國六b的顆粒物排放要求，還能降低缸內濕壁現象，減少機油稀釋的風險。
汽油在氣缸內燃燒后，只有一小部分熱能轉化成發動機曲軸轉動的機械能，大部分都浪費掉了。最直觀的浪費，是排氣時通過尾氣管排走了。
為了提升發動機暖機效率，這臺藍鯨NE 1.4T使用了集成式排氣歧管。為了有效合理地利用廢氣，減小排氣損失，這臺發動機還使用了雙渦管電控渦輪增壓，同時有效降低渦輪遲滯，使NE發動機在1250轉即可達到峰值扭矩，實現快速動力響應。
同時，渦輪增壓的進氣方式會讓發動機的動力性能有很大提升。但弊端同樣明顯，比如，進氣溫度相比自然吸氣發動機要高一些，為了降低進氣溫度，一般都加入中冷器來降溫。藍鯨NE 1.4T發動機采用了更好的水冷式中冷器，“水冷”加“短進氣管路”，在降低“泵氣損失”和改善燃燒方面有著顯著效果。官方稱在夏季比風冷式中冷器降低氣溫10-15℃，相應的動力性會提升3-5%，油耗降低2-10%。
再配合由舍弗勒提供的VVT執行器，讓發動機凸輪軸相位調節速度提升175%。更快的氣門正時調節，讓發動機的燃燒效率進一步提升。
具目前官方透露的資料來看，這臺基于藍鯨NE動力平臺下的藍鯨NE 1.4T渦輪增壓發動機在熱效率上給了我們很大驚喜，現在熱效率已經達到37.6%，后期還會推出40%的升級版。如果下一代發動機再加入一些技術，中國品牌發動機把熱效率提升至50%是不是指日可待？
寫在最后
曾記得，一些全球重要零部件供應商在某些跨國汽車巨頭的操縱之下，曾對中國品牌汽車搞過“技術封鎖”，比如：某知名渦輪增壓器供應商就在某巨頭之下，曾拒絕向某中國品牌提供渦輪增壓器。時過境遷，中國品牌汽車迅速成長，在行業中的話語權也不斷提升，那些全球零部件巨頭現如今的態度卻來了個180度掉轉，可謂自擺烏龍。
打鐵還需自身硬，我們能期待的，就是中國汽車品牌自主研發的發動機，能早日站在世界一流發動機的舞臺上。
