热效率41.07%！东风风神C15TDR发动机是怎么做到的？

图文 刘志伟

在刚刚过去的2020中国汽车风云盛典上,东风风神C15TDR发动机荣膺年度特别奖,到底是什么样的黑科技让这台东风风神C15TDR发动机在众多竞品中脱颖而出?要解决这个问题,我们先得了解发动机三个最重要的指标:经济性、动力和环保指标。

首先说经济性,这里就得提到一个名词——“热效率”。热效率是什么呢?就是实际转化成驱动力的能量和消耗燃料的当量热量总和的比值,也就是说热效率越高,那么再等量的燃料下,就能产生更多的驱动力。

再具象化一点,我们将汽油比作牛奶,驱动力比作跑步距离,假设一个人喝了100毫升牛奶,跑了30米就跑不动了,那么他的“热效率”就是30%。市面上的发动机热效率一般在37-38%左右就已经属于表现优异的类型了,而东风风神这台C15TDR发动机的热效率达到了多少呢?答案是41．07%。

也就是说一个人在喝了100毫升牛奶之后,能够跑到41米又7厘米。有人会问:为什么做不到喝100毫升牛奶跑100米呢?因为根据热力学第二定律,热能是不可能完全做功的,在能量转化的过程中一定会伴随着能量损失,如果不损失,那么恭喜你发明了“永动机”。

发动机做功过程损失掉的能量都跑到哪里去了呢?一方面是机械损失,另一方面则是热损失。

机械损失很好理解,还是这个喝了100毫升牛奶的人,他在跑步的时候身上的衣服鞋子和外界会产生摩擦,从而损失掉的部分能量就可以看作是“机械损失”。套用在到发动机场景上,便是各个零部件之间产生的摩擦,解决方法其实也很“简单直白”,就是把零件接触面做到尽可能的坚硬且平滑。东风风神的工程师为C15TDR发动机运用了20多项深度降摩擦技术,例如DLC涂层、低摩擦油封、低预紧力气门弹簧、超低摩擦导板材料来尽可能的降低机械摩擦。

热损失又是什么呢?我们都知道发动机是通过燃烧做功来驱动活塞运动,而实际上燃烧中产生的热能只有不到一半转化为了有效功,其余部分以不同方式散失到外界,例如泵气损失、排气损失、冷却损失和不完全燃烧损失。就好比这个喝了100毫升牛奶的人,你不能保证他喝的每一滴牛奶都被身体吸收吧?总要做新陈代谢将一部分排出体外吧?

面对这些损失,东风风神的这台C15TDR发动机又做了哪些改善呢?

其一,C15TDR发动机的燃油喷射压力达到了350bar,更好的雾化水平自然能让燃烧更加充分。

其二,在进气方面,C15TDR发动机采用了高滚流比进气道,这可以让气流在进入气缸前更好的运动,进一步提高燃烧效率。

其三,C15TDR发动机采用了低惯量的电控涡轮增压器,即使是小排量发动机也能轻松的推动涡轮运转,以弥补我们常说的“涡轮发动机低扭不行”的缺陷。而这些有效功和各种损失分配利用的情况,被称为发动机热平衡。

除了高热效率带来的燃油经济性,东风风神这台1．5T发动机动力表现同样让人诧异。C15TDR发动机拥有两个调校版本,一为高效版,最大功率125kW(170马力),最大扭矩260N·m,未来将匹配在混合动力车型上。另一个则是动力版,最大功率150kW(204马力),最大扭矩320N·m。

可以很明显的看到,C15TDR发动机动力版要比同级别的吉利智擎1．5T(177马力)和长安蓝鲸1．5T(180马力)在动力上强上不少。而高功率也并不代表这台发动机牺牲了环保指数,据悉,东风风神C15TDR发动机实现了国6b RDE排放法规,并具备了达成下一阶段排放法则的潜力。

1月25日,东风风神在零下四十一度的牙克石发起了挑战,而本场挑战的主角便是搭载C15TDR发动机的奕炫MAX。本次挑战,是让奕炫MAX被“冰封”在-41°C的牙克石18小时后进行冷启动,C15TDR采用高能点火线圈,将点火能量提升了29%,同时发动机智能热管理技术也能让该发动机快速暖机,在极寒之地也能实现“一次性启动、快速暖机、上车就走”。

2020年,东风风神国内累计终端销量超7万台,在行业大盘收窄和疫情的双重冲击下,仍然实现逆势增长。一方面是东风风神在营销法则上向着年轻化转型,另一方面则是在全新CMP平台架构下,产品实力得到进一步释放。随着C15TDR发动机登场,东风风神也将迈向新的篇章。