为什么柴油机的热效率会比汽油机高呢?一方面,柴油机的压缩比更高,燃料被压缩得越厉害,瞬间释放的能量就越多;另一方面,柴油机都是稀薄燃烧,空气量要远远大于燃油量,燃油基本都能完全燃烧;此外还有柴油机活塞行程更大,燃油燃烧后的能量能充分释放,柴油的热值也更高。这些因素综合在一起,柴油机的热效率就提升了不少,比汽油机要高一些。比如我们常见的载货卡车,搭载的都是柴油机,油耗动辄百公里几十个,但是它的经济性比我们普通的家用车要好得多。如果把普通家用车换算成载货卡车的话,油耗会超过百公里一百升,这也是卡车都使用柴油机的重要原因。
现在还有一种现象,就是很多家用车都采用小排量涡轮增压发动机,那么这样的发动机与自然吸气发动机相比,哪一个热效率更高呢?
我告诉你,是自然吸气发动机热效率更高。涡轮增压发动机由于增加了涡轮增压器,导致进排气消耗能量大大增加,小排量多气缸设计,也增加了机械摩擦,最终会导致热效率下降。事实上,小排量涡轮增压发动机,是一个技术向政策妥协的产物,严格来说,在技术上是退步的。不信大家看热效率较高的发动机,几乎都是自然吸气的,小排量涡轮增压发动机的热效率并不高,并且经济转速区间窄,如果没有好的变速箱配合,经济性是很差的。
还有一个现象,就是有很多车企开发三缸发动机,这让很多人难以接受。他们都很疑惑,缩小排量我们可以理解,为什么还要减少气缸数量呢?小排量就不能做成多缸发动机吗?
这也涉及到了发动机热效率的问题。在同等排量、同等技术水平下,发动机气缸数越少,热效率越高。比如丰田,之前设计了一个1.2T四缸涡轮增压发动机,搭载在卡罗拉上,使用效果并不好;现在重新设计了一个1.5三缸自然吸气发动机,采用了阿特金森循环,高压缩比,这款发动机的经济性就要比1.2T的好得多。