內(nèi)燃機(jī)效率在不同工況下的表現(xiàn)如何?
內(nèi)燃機(jī)效率在不同工況下的表現(xiàn)有較大差異。
在低負(fù)載工況下,如進(jìn)氣沖程活塞下行吸氣、排氣沖程活塞上行排氣,需要克服外界大氣壓阻力,會(huì)產(chǎn)生排氣損失和泵氣損失,同時(shí)摩擦損失占比較大,因?yàn)榧幢闼捎烷T滑行也存在機(jī)械摩擦。
隨著負(fù)載增加,摩擦損耗量增加但占比減小,對熱效率的拖累程度減少。比如豐田著名的 A25A 系列 2.5L 引擎,燃油版和混動(dòng)版峰值熱效率不同,效率分布也有差別。
內(nèi)燃機(jī)熱效率目前止步于 40 - 50%,超過一半能量被浪費(fèi),主要是排氣損失、冷卻損失、摩擦/機(jī)械損失和泵氣損失。冷卻損失指為維持發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度不至過高散失的熱量。馬自達(dá)下一代 Skyactiv - 3 暫定名的目標(biāo)最高熱效率為 56%,內(nèi)燃機(jī)作為熱機(jī),根據(jù)卡諾循環(huán)效率公式結(jié)合當(dāng)前基礎(chǔ)科學(xué)水平,峰值熱效率極限約在 60%多。
在市區(qū)行駛時(shí),內(nèi)燃機(jī)通常處于低效率工況,熱效率可能不到 20%,堵車時(shí)甚至不到 10%。高速路況下,內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速達(dá)到理想狀態(tài),能保持很高的效率輸出,油耗大幅下降。
電機(jī)高效且高效區(qū)間范圍寬,在擁堵環(huán)境下低速行駛時(shí)優(yōu)勢明顯,能掩飾電池能量密度低等缺點(diǎn)。但高速行駛時(shí),電機(jī)效率雖高,內(nèi)燃機(jī)效率也不差,電池能量密度短板就會(huì)出現(xiàn)。純電汽車高速行駛費(fèi)電,根本在于目前動(dòng)力電池包能量密度不如一箱油,比拼的是能量儲(chǔ)備。而電車高速再提速效果相對差,是因?yàn)闆]有變速箱,固定傳動(dòng)比導(dǎo)致不能及時(shí)降擋獲得更大扭矩。