在电动化浪潮下,斯巴鲁并没有打算放弃水平对置技术,新一代水平对置四缸发动机正在开发,热效率可以达到50%。如何做到如此高的热效率,又有哪些问题?

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如何实现50%热效率?

斯巴鲁下一代发动机依然采用水平对置四缸布局,但技术重点已经转向燃烧系统优化。首先是优化缸内滚流,发动机燃烧效率取决于空气与燃油的混合程度,以及点火后火焰的传播速度。斯巴鲁正在优化进气气流组织,让进入气缸的空气形成更强的流动,同时保留短活塞行程。

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其次是三维燃烧模拟,通过模拟点火后火焰在气缸内的传播过程,工程师更准确地预测爆震风险,优化点火时机和燃烧过程,为提高热效率创造条件。

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当然如今流行的米勒循环与VGT可变截面涡轮也没有缺席,米勒循环通过调整进气门关闭时刻,改变实际压缩过程,让膨胀过程更加充分,减少排气能量损失。VGT可以根据发动机转速调整涡轮通道截面积,低转速时提高排气流速,改善涡轮响应,高转速时降低排气背压。

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此外,斯巴鲁还带来预燃室燃烧技术,目前只有玛莎拉蒂在用,后续宝马也会在58系列发动机上采用,简单来说,就是在主燃烧室之外增加一个小型燃烧室,先点燃其中的混合气,再通过多个小孔喷出高温火焰射流,引燃主燃烧室内的混合气。相比传统火花塞单点点火,预燃室能够形成多个火焰传播源,加快燃烧速度,并支持更稀薄的混合气燃烧,降低燃油消耗。

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高热效率,马力反而小?

提高发动机热效率,只能说可以降低油耗,不一定增加动力,这也是为何混动车型普遍追求热效率,而百万级的跑车并不追求。简单来说,发动机追求高热效率,是希望把每一滴汽油的能量尽可能充分利用;而追求大马力,则需要在短时间内烧更多汽油,产生更大的动力。

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米勒循环、稀薄燃烧这些技术会限制发动机的进气量和输出能力。反过来,如果一味提高增压压力、增加喷油量来追求动力,又容易产生爆震和更高的热负荷,热效率下降,所以这是一个矛盾体。

斯巴鲁还面临水平对置发动机自身的结构限制。左右气缸水平布置,发动机宽度大,活塞行程设计受到限制。而长行程有利于减小燃烧室表面积与容积的比例,降低缸壁散热损失。斯巴鲁无法简单照搬其他品牌的长行程技术路线。

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所以这款新发动机可能与电机匹配,而不是纯油发动机,电机可以弥补发动机低转速扭矩不足的问题,尤其在涡轮没有建立增压压力时。同时,混动系统可以根据行驶需求调整发动机工作状态,尽量停留在高效区域。

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未来会搭载在哪些车型上?

从现有技术路线来看,新发动机最有可能优先搭载在斯巴鲁的下一代混动车型上,例如 森林人 ( 参数 丨 图片 )和 傲虎 等SUV。目前斯巴鲁拥有相应的技术基础,新一代混动系统采用2.5L水平对置四缸发动机,搭配电机和发电机,其中驱动电机功率88kW,用来辅助内燃机。

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如果将50%热效率的新发动机与混动技术结合,既能保留水平对置发动机的特色,又能改善油耗和动力表现。至于BRZ和WRX等强调驾驶乐趣的车型,目前还没有明确的计划,考虑到发动机本身的动力一般,这款发动机可能不会用在高性能车型上。

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选车侦探观点:斯巴鲁坚持水平对置发动机,通过四项技术来提高热效率,50%热效率的发动机目前在量产车领域还没有真正出现,斯巴鲁这款发动机目前还在开发阶段,没有真正落地,另一方面,高热效率意味着动力反而变弱,适合用在混动车型上,对于 斯巴鲁BRZ 和WRX这样的性能车玩家来说,这并不是一个好消息。50%热效率?斯巴鲁新一代水平对置4缸机,用了这四项技术

在电动化浪潮下,斯巴鲁并没有打算放弃水平对置技术,新一代水平对置四缸发动机正在开发,热效率可以达到50%。如何做到如此高的热效率,又有哪些问题?

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如何实现50%热效率?

斯巴鲁下一代发动机依然采用水平对置四缸布局,但技术重点已经转向燃烧系统优化。首先是优化缸内滚流,发动机燃烧效率取决于空气与燃油的混合程度,以及点火后火焰的传播速度。斯巴鲁正在优化进气气流组织,让进入气缸的空气形成更强的流动,同时保留短活塞行程。

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其次是三维燃烧模拟,通过模拟点火后火焰在气缸内的传播过程,工程师更准确地预测爆震风险,优化点火时机和燃烧过程,为提高热效率创造条件。

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当然如今流行的米勒循环与VGT可变截面涡轮也没有缺席,米勒循环通过调整进气门关闭时刻,改变实际压缩过程,让膨胀过程更加充分,减少排气能量损失。VGT可以根据发动机转速调整涡轮通道截面积,低转速时提高排气流速,改善涡轮响应,高转速时降低排气背压。

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此外,斯巴鲁还带来预燃室燃烧技术,目前只有玛莎拉蒂在用,后续宝马也会在58系列发动机上采用,简单来说,就是在主燃烧室之外增加一个小型燃烧室,先点燃其中的混合气,再通过多个小孔喷出高温火焰射流,引燃主燃烧室内的混合气。相比传统火花塞单点点火,预燃室能够形成多个火焰传播源,加快燃烧速度,并支持更稀薄的混合气燃烧,降低燃油消耗。

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高热效率,马力反而小?

提高发动机热效率,只能说可以降低油耗,不一定增加动力,这也是为何混动车型普遍追求热效率,而百万级的跑车并不追求。简单来说,发动机追求高热效率,是希望把每一滴汽油的能量尽可能充分利用;而追求大马力,则需要在短时间内烧更多汽油,产生更大的动力。

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米勒循环、稀薄燃烧这些技术会限制发动机的进气量和输出能力。反过来,如果一味提高增压压力、增加喷油量来追求动力,又容易产生爆震和更高的热负荷,热效率下降,所以这是一个矛盾体。

斯巴鲁还面临水平对置发动机自身的结构限制。左右气缸水平布置,发动机宽度大,活塞行程设计受到限制。而长行程有利于减小燃烧室表面积与容积的比例,降低缸壁散热损失。斯巴鲁无法简单照搬其他品牌的长行程技术路线。

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所以这款新发动机可能与电机匹配,而不是纯油发动机,电机可以弥补发动机低转速扭矩不足的问题,尤其在涡轮没有建立增压压力时。同时,混动系统可以根据行驶需求调整发动机工作状态,尽量停留在高效区域。

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未来会搭载在哪些车型上?

从现有技术路线来看,新发动机最有可能优先搭载在斯巴鲁的下一代混动车型上,例如森林人和傲虎等SUV。目前斯巴鲁拥有相应的技术基础,新一代混动系统采用2.5L水平对置四缸发动机,搭配电机和发电机,其中驱动电机功率88kW,用来辅助内燃机。

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如果将50%热效率的新发动机与混动技术结合,既能保留水平对置发动机的特色,又能改善油耗和动力表现。至于BRZ和WRX等强调驾驶乐趣的车型,目前还没有明确的计划,考虑到发动机本身的动力一般,这款发动机可能不会用在高性能车型上。

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选车侦探观点:斯巴鲁坚持水平对置发动机,通过四项技术来提高热效率,50%热效率的发动机目前在量产车领域还没有真正出现,斯巴鲁这款发动机目前还在开发阶段,没有真正落地,另一方面,高热效率意味着动力反而变弱,适合用在混动车型上,对于斯巴鲁BRZ和WRX这样的性能车玩家来说,这并不是一个好消息。