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    尽管只是用于发电,但采用了可变压缩涡轮!X-Trail发动机的秘密

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    阅动力2024-02-05

    市场上增程式动力系统技术五花八门,但是发动机有核心技术的并不多,大多发动机用来执行简单的发电动力源,依靠大容量电池来驱动电机。而日产的e-POWER系统则不依赖大容量电池,而是利用了发动机可变压缩比技术,相比直接用发动机驱动是不是更高效呢?

    从第四代产X-Trail开始,不再使用汽油发动机作为动力源,所有车型都将使用e-POWER系统。用于发电的KR15DDT发动机采用了VC涡轮系统,该发动机利用曲轴和连杆之间的连杆来改变活塞冲程范围,从而能够实现可变压缩比,压缩比可以从 8:1 到 14:1 变化。从这个压缩比范围来看,可以假设设计的范围是从米勒循环操作到涡轮增压操作。

    发动机的作用是产生动力来供应电机,但最大的问题是为什么需要可变压缩比发动机和涡轮增压器的组合。汽油机的热效率接近40%,那么为什么使用类似的发动机来驱动电机更省油呢?

    原因是,无论汽油发动机的热效率提高多少,它并不是在行驶过程中使用的所有转速下都有效。当发动机开始运转时,低发动机转速时燃油消耗很差。此外,即使在高转速下行驶,燃油消耗也很差。此类发动机在每分钟约 2,000 转的范围内效率最高且燃油经济性最佳。如果一直使用这种旋转方式,热效率更高的汽油机也是一种有效的方法。

    然而,每天都很难达到满意的加速效果。即使使用变速器,也很难保持那样的旋转速度。在这种情况下,CVT无级变速器被认为是一种省油的变速器,因为它可以根据加速度自由调节发动机转速。借助无级变速箱,可以在继续使用每分钟约 2,000 转的情况下加速。

    但是串联混合动力车使用最高效的发动机转速发电,并使用产生的电力驱动据称效率超过 90%的电机,从而实现更好的燃油效率。更重要的是,发动机并不是一直运转,而是仅在汽车车载电池电量不足时才发电,从而减少了发动机运转的时间。

    另外,当在发动机上运行时,包括CVT变速箱引起的摩擦损失降低了燃料效率。然而,如果是电机驱动,则不需要变速器。这一点也有助于提高燃油效率。还有一点需要注意的是,与同时使用电机和发动机驱动的并联混合动力相比,串联混合动力仅依靠电机驱动,并且基于与电动汽车(EV)相同的理念,控制主动利用可以采用再生进行减速等速度调整。

    再生是指在减速过程中将电机切换为发电机,为车载电池充电。无论发动机的效率有多高,它都无法回收所使用的能量。然而,电动机可以发电。即使使用相同的汽油发动机发电,电池中充电的电力可以用于进一步加速和行驶,这是提高燃油效率的另一个原因。

    无论是EV还是HV,使用电机驱动与发动机的主要区别在于所使用的一部分能量可以通过再生来回收。这就是利用电机驱动推动电动化的重点。


     

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