内燃机的历史源远流长,从第一次工业革命的蒸汽机到1876年的四冲程煤气机,再到1883年的立式汽油机,见证着内燃机的不断变化。从奔驰发明了第一辆汽车后(三轮汽车),就搭载了二冲程的单缸汽油发动机,如今汽油发动机的历史已经超过了100多年。
这100多年以来,内燃机一直致力于提升动力输出、降低油耗、提升静谧性、提升稳定性和平顺性的工作。
我想说的是,内燃机穷其一生所追求的,只不过是电动机的起点而已。为什么这么说?
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宝马发动机
内燃机想要提升动力输出,绝不是加上涡轮增压器这么简单,一台2.0L排量的四缸机即使加上增压器,动力输出也很难超过3.0L排量的自吸发动机。那么,2.0L发动机加上涡轮增压器可以达到什么效果呢?一般来说,在原有排量的基础上加上0.7-0.8L是合理的,2.0T涡轮增压发动机的动力输出水平就和2.8L自然吸气发动机差不多,但是在涡轮增压器没有介入的情况下,它依然是2.0L发动机,比如缓慢起步的时候,发动机转速较低,2.0T发动机起步就没有2.8L发动机那么快,这点很好理解吧?
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奔驰发动机
因此,为了提升动力输出,除了加上增压器外,还必须要增加发动机的体积,比如四缸机的极限就在那里,想要更充沛的动力输出,就得要六缸机和八缸机了,缸数越多,发动机的体积就越大,就会影响到整体的空间布局,而且发动机排量越大,油耗就越高,你不能既要马儿跑得快,又要马儿吃草少吧?这明显是不科学的。
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日产发动机
发动机工作起来肯定会产生噪音,提升静谧性就是车企一直在干的事情,比如通过优化发动机结构来降低噪音,通过对发动机舱的隔音降噪来阻止噪音传进驾驶舱,或者是建造一个封闭性很好的驾驶舱……这些都是提升静谧性的技术手段。
发动机并不是单独工作的,想要把动力传给车轮,就必须要有传动系统——变速箱,而发动机和变速箱的匹配工作十分重要,如果匹配不好的话,就会出现顿挫感和拖拽感等,影响驾驶体验。
另外,发动机发展到现在,热效率最高也就是40%多一点,能量转换率并不是很高。
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电动机
再看一下电动机,发动机上存在的技术难题在电动机上只是起点而已。
发动机想要爆发峰值扭矩,就必须要达到最大扭矩转速,只有达到了最大扭矩转速,发动机才能全功率输出。而电动机呢?根本就不存在最大扭矩转速这一说,一起步就能全功率输出,天生就动力强、扭矩大还安静,除了电流音外,基本上没有什么噪音。当然,电动机也需要传动系统,不过并不是AT、CVT和双离合之类的,而是固定齿比变速箱(单速变速箱),没有换挡机制,就不会顿挫。
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轮毂电机
另外,电动机的体积更小,不会影响空间,很多电动车既有后备箱,又有前备箱,对空间的利用率更高。还有,发动机的体积更大,无法放到轮毂上,而电动机就不存在这个问题,轮毂电机了解一下?
效率方面,内燃机的热效率做到40%多就是极限了,而电动机的能量转换率随随便便上90%,你说这怎么比?
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发动机在底盘上
把发动机放在底盘上的效果如上图,此时车辆的重心前移,如果车尾不做配重的话,很影响操控性,很多油车急刹车时出现的“点头”现象就是“头重脚轻”的原因。
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电动机在底盘上
把电动机放在底盘上的效果如上图,由于电动机体积小、重量轻,基本上不会影响前后配重,而电池占据了很大的重量比例,厂家做得就是电池底盘一体化设计,把电池均匀地平铺在底盘上,也不影响前后配重。所以从技术角度来讲,无论是底盘、动力还是操控,电动汽车天生就比燃油汽车有优势。
至于不好的地方,可能只是用户使用时的便捷度了,油车加油即走,补能效率高,电车充电肯定不及油车快,也容易出现“里程焦虑”,不过随着固态电池的即将量产,这个缺点正在一点点消失。
我个人的看法是,电车取代油车是大势所趋,这是谁也无法阻止的发展洪流。