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  • 1 # 天和Auto

    乙醇汽油改變不了三缸發動機的先天缺陷

    近期流傳一種特別詭異的說法:三缸發動機更適合乙醇汽油。這種說法沒有任何科學依據,燃料的型別與內燃機結構特點是兩碼事,且乙醇汽油的燃爆特點與普通汽油並無本質上的差異,本篇分兩節分析這一問題。

    第一節:乙醇汽油概念解析

    乙醇汽油指無鉛汽油與10%燃料乙醇混合的燃油,混合之後的汽油定義為清潔汽油。如此定義的原因為乙醇燃燒後的產物比較特殊,理論上只有二氧化碳和水,不充分燃燒會產生微量的乙酸;而汽油充分燃燒也會以這兩種排放物為主,但仍有較多的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物以及遊離顆粒物。兩者對比很顯然是乙醇反應後更加清潔。

    不過比例仍舊不宜過高,因為乙醇的熱值很低。

    汽油熱值44000KJ/KG(千焦每公斤)

    燃料乙醇26796KJ/KG

    E10(%)乙醇汽油熱值為44280KJ/KG

    參考上述資料得出的結論為,燃料乙醇的熱值僅為汽油的60.9%,E10乙醇汽油相當於純汽油的96.09%。這是以10%比例新增的結果,熱值的降低會導致發動機扭矩的下降,扭矩小則在同樣轉下的輸出馬力會同比例降低;簡而言之為使用E10汽油會造成油耗的升高,但增加的油耗產生的排放仍比整體使用乙醇汽油降低的總量小,所以乙醇汽油仍然可以實現減排。

    重點:燃料乙醇與汽油都是透過氧化還原反應(燃燒),實現在反應過程中產生熱能並轉化為機械能,兩種燃料實現最終結果的方式並沒有不同。那麼在發動機燃燒室中的做功狀態又會有什麼差異呢?一定要說有差異則是乙醇燃燒的速度更快,然而這種狀態只是對效能有一定提升,對於NVH控制水平較差的三缸發動機反而不利,因為有可能改變點火提前角。

    第二節:三缸發動機的缺點與合理定位

    三缸發動機指有三組汽缸的直列布局內燃機,點火順序有1-2-3或1-3-2兩種方式。氣缸內燃燒做功的本質是分子劇烈運動產生的動能,可理解為為分子不斷撞擊並推動活塞下行實現連桿與曲軸的運轉。在這種撞擊的狀態下則必然導致發動機機械結構的振動,同時活塞運轉的方向也實現了“引導”慣性作用力的傳遞方向,發動機機體會在某一個缸體做功的過程中出現垂直向下的移動,三組氣缸不斷交替做功則等於發動機左右搖擺。

    圖1:作用力的概念就像蹺蹺板上的人,交替作用則會讓蹺蹺板左右搖擺。

    圖2:三缸發動機在這種看不見但事實存在的作用力的影響下,發動機機體也無法穩定。

    在不穩定的狀態下執行,發動機透過機腳膠固定在車架上之後,每一次出現的作用力都會撞擊車架,撞擊產生的振動則會傳導至車身各個位置形成共振;而振動又必然會產生聲波,於是“杜比級”的車內低頻噪音則會比較明顯了。這就是三缸發動機的缺點,以目前的技術手段還沒有哪臺量產發動機解決了這一問題。

    三缸發動機是否沒有任何優點?這一問題如果有正面的答案也許還能給三缸車使用者一些心理安慰,然而以負責任的態度評價則是沒有任何優點。因為四缸發動機同樣可以實現小排量和高標準的排放,使用三缸機只是車企的簡配行為;一臺發動機減少一組氣缸則能同步減少很多結構,比如火花塞、噴油嘴、氣門、活塞、連桿以及諸多物料成本,僅從發動機上縮減的成本等於簡配很多條防撞梁或者其他舒適配置。

    對於車企而言三缸機是很有價值的,有態度的車企會用這種低成本的發動機裝備並量產一些廉價車,比如早期的天津大發、夏利、F0、QQ、Alto等;但隨著消費升級的影響,這類入門級車已經逐漸退出歷史舞臺,三缸發動機也一度沉寂。近期因雙積分的壓力導致一些沒有能力生產低油耗汽車,同時也沒有新能源汽車研發生產技術的車企又用回了三缸機,透過縮減發動機成本平衡購買積分的成本,這是三缸機的價值。至於優點自然是這些車企編的,內燃機最後的時代的最低標準應該是L4直列四缸發動機。

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