【簡介:】「發(fā)動機」是統(tǒng)稱-失去未來的僅僅是內(nèi)燃機名詞解釋:engine_發(fā)動機,概念為通過消耗某種能源,將某種能量轉(zhuǎn)化為「機械能」的機器。汽車裝備的發(fā)動機有多種類型,比如以下三種。
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「發(fā)動機」是統(tǒng)稱-失去未來的僅僅是內(nèi)燃機名詞解釋:engine_發(fā)動機,概念為通過消耗某種能源,將某種能量轉(zhuǎn)化為「機械能」的機器。汽車裝備的發(fā)動機有多種類型,比如以下三種。
外燃機-蒸汽發(fā)動機內(nèi)燃機-往復活塞式發(fā)動機電動機-永磁同步驅(qū)動電機第一類外燃機已經(jīng)看不到了,目前的量產(chǎn)汽車基本使用「往復活塞式內(nèi)燃機」,這種機器還有沒有發(fā)展空間呢?理論上是真正的沒有了,因為能量轉(zhuǎn)化效率比電動機差距太大。
「3倍」熱能電能熱效率概念:燃燒燃油產(chǎn)生的熱能假設為10000kj(千焦),其中通過發(fā)動機機械結(jié)構能轉(zhuǎn)化為機械能(有效動力)的部分如果是3500kj,那么這臺機器的熱效率就是「35%」,剩下的65%都被浪費了。因為往復活塞式內(nèi)燃機多為「四沖程」,運行步驟包括:進氣噴油,壓縮蒸發(fā),膨脹做功,排放尾氣,運動概念參考下圖。
內(nèi)燃機運行時其中每一個步驟都會影響熱效率,而且運行的基礎是依靠燃燒,高頻率的燃燒自然會產(chǎn)生高溫。如果溫度持續(xù)聚積在機體材料上則會造成膨脹融化變形,所以內(nèi)燃機還需要通過防凍冷卻液循環(huán)流動實現(xiàn)恒溫;冷卻的概念是利用冷卻液吸收燃燒時產(chǎn)生的熱能,吸收的這部分其實也是「內(nèi)燃機」的“熱效率”。然而這種機器必須依靠燃燒做功,那么這些冷卻、進排氣以及運動消耗自然是無法避免的,熱效率總會很低。
電動機能量轉(zhuǎn)化率:平均90%~95%。假設某臺內(nèi)燃機的熱效率為「35%」,其實際平均值絕不會這么高。因為在冷啟動階段,內(nèi)燃機機體與防凍冷卻液的溫度很低,與最佳熱效率(35%標準)所需要的100℃(攝氏度)左右的標準差距很大,在這一階段的熱效率會被低溫機體與冷卻液吸收更多是,效率可能低至30%以下!——結(jié)論:電動機的“熱效率”(能量轉(zhuǎn)化比例)幾乎是內(nèi)燃機的三倍之多,為什么這么高高呢?
電動機結(jié)構非常簡單,包括:殼體,電磁線圈,懸浮轉(zhuǎn)子與永磁體以及軸承。運行的原理為動力電池將電流輸送到「電磁線圈」形成電磁場,隨即與永磁體磁極互斥驅(qū)動轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)矩(動力)。整個流程既不受到溫度的影響,同時也對空氣(氧氣)沒有需求,防凍冷卻液即使吸收了運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱能也沒有關系,因為這種機器不需要“熱轉(zhuǎn)化”!——沒有內(nèi)燃機這么多的「能量損耗」,電動的效率自然會非常非常高,淘汰內(nèi)燃機自然只是時間問題。
過渡階段內(nèi)燃機尚有價值「電動汽車」無疑是最終的汽車形態(tài),但是在動力電池制造成本還是偏高一些,而且配套充電道路還沒有規(guī)劃建設之前。「里程焦慮」仍然會成為很多C端用戶選擇電動汽車的障礙,反而是集成內(nèi)燃機的混合動力汽車更容易接受,因為“加油”畢竟要便利一些。在這一階段中內(nèi)燃機可以作為增程式繼續(xù)存在,然而需要的已經(jīng)不是技術升級了……猜一猜為什么吧。
「內(nèi)燃機&增程器」無需技術過度升級的原因為:恒定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)本就很節(jié)油。相信大部分汽車用戶都知道“定速巡航”駕駛會省油,原因是內(nèi)燃機不會有頻繁的轉(zhuǎn)速波動,或者說不會高頻率的升高以加大燃油消耗量。反而是在城市道路駕駛時,轉(zhuǎn)速“忽高又忽高”比較費油。那么只要穩(wěn)定轉(zhuǎn)速并控制在中低范圍區(qū)間,似乎即使用低燃效的「氣道噴油」(多點電噴)也能實現(xiàn)節(jié)油;而增程器正是以這種低轉(zhuǎn)速“恒定rpm”的方式運行,再投入很大的成本提升一點點「燃效」還有多大意義?——油耗已經(jīng)倍數(shù)級下降了。
綜上所述:電動機最終必然淘汰內(nèi)燃機,過渡階段的內(nèi)燃機需要過度投入研發(fā),各大車企的技術研發(fā)方向均轉(zhuǎn)型「三電系統(tǒng)」也印證了這一結(jié)論。所以可以說燃油車注定成為過去式,過渡期內(nèi)會以插電式混動汽車(涵蓋增程式)為主,最終會是“充電道路”與電動汽車并存的「電驅(qū)時代」。
編輯:天和Auto
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