第十代雅阁混动40.6％的热效率竟然是这样实现的！

最近在国内的第十代雅阁上市成了汽车圈一个热门话题，不少人在抱怨本田没有引进2.0T+10AT的系统的时候，另外一些人也在担忧1.5T发动机的可靠性问题。

而这个时候似乎大家都忘了，本田还有一套独步车界的混动系统，那就是i-MMD。搭载这套系统的2018雅阁刚于3月23日在北美上市，而国内的第十代雅阁的混动版也已经在北京车展亮相，搭载的也是它。

这套系统自从2013年上市以来，先是在2016年改进了电机体积并提升了输出功率，然后则是在2018年将发动机热效率从之前的38.9%提升到了40.6%。

本文将从本田发布的一篇论文，向读者描述本田如何将发动机热效率提高到40.6%的技术细节。

首先本田大致描述了提升热效率的三个方面。第一个就是提升压缩比，但是提升压缩比意味着更高的爆震，为了降低爆震，本田将进气阀的朝向燃烧室的一面做了镜面抛光，同时在排气阀的阀体里面注入了金属钠；第二个则是减少热量损失，主要方法是提高EGR（废气再循环，具体作用请自行百度）的回收效率并使用高滚流进气口（丰田41%热效率的发动机也用了这一方案）；第三个则是减少机械损失，主要体现在气缸内使用了平顶珩磨技术降低摩擦，使用了低摩擦的平衡轴。这三者加起来一起把这台2.0的发动机的最低BSFC值降低到了208.1g/kwh。对应40.6%的热效率。

而如果单独把这台发动机拿来做对比，那么它比上一代发动机在美国EPA油耗标准下能做到每加仑汽油多行驶1.96英里。

原理很简单，但就是真做到，很难！

在我们仔细探讨一下每一项具体的技术之前，我们先看看新老发动机的机械参数对比

这里可以很清楚的看到，左边一列是新的发动机，很清楚看到差异在于进排气阀的变化，分别做了镜面抛光和中心注钠，加厚了曲轴平衡块，压缩比从13提高到13.5，（EGR）废气循环阀的流量从230升/分钟提高到450升/分钟，节温器阀门的开启温度从78度调整到了82度。

这些看起来都是一些小变化，其实也正是体现了日本人追求持续改进的理念，就是专注于这些日积月累的改进，才造就了我们常说的匠人精神。这种精神在很多地方都有大行其道的舞台。

下面我们先从第一项说起，镜面抛光和空腔注钠（此钠非彼蜡）。我们从下面两幅图就看的很清楚了。

左边的进气阀表面像镜子一样光滑，右边的则是常规的金属表面。那么为什么要这样做？

这个光滑的镜面一方面降低了表面积，第二是将辐射热反回气缸，这样就降低了进气阀门自身的温度，从而降低进气的温度。

排气阀里面注钠则是为了提高排期阀门的散热能力，实际上气缸排气口的温度往往是发动机温度最高的地方，这个地方的温度如果能迅速散掉，那么对于降低气缸内的温度是有好处的。这两个阀门一起作用，帮助发动机在120牛米和2000转的地方降低了0.9度，应该是说点火提前角提早了0.9度，适当的点火提前角是能提高输出的。

说完了进排气阀，那么接下来就是如果提高EGR的效率。本田在这里主要是加大了EGR阀门，下面这个表格里体现出来了。

其他方面没有什么变化，主要变化就是阀座的直径从8.3毫米加大到了12.5毫米。而为了应对加大了的EGR阀门，对应的阀门电磁动作机构也做了重新设计。

那么具体到整个EGR阀和其紧接着的通道做了哪些变动呢？我们从如下图看。

首先如图所示，我们可以看到最上面的EGR阀要大了一些。

位置1，这个地方的EGR通道的直径增大到了21毫米。

位置2，相对原来的情况，把一个不必要的空间取消掉了，EGR的废气无需再一个空间里产生不必要的乱流。

位置3，强化了废气循环冷却椎体的强度。

位置4，将这个位置的弧度半径扩大为15毫米。

上述这四条将EGR的通道内压力损失降低了70%，其实这一部分损失本身是很小的。这里真的可以看出本田工程师的精益求精的态度。

但是加大废气循环并非全是好处，其副作用之一就是EGR气体的惰性降低了气缸内燃烧速度，为了抵消这一问题，本田设计了一个高滚流进气口。这个进气口的形状如下所示。

其实我们看到就是再进气口的下方稍微鼓出来了一点，形成了一个肚子，使得进来的气体稍微弯了一下，最早造成的结果就是如下图所示。

带来的效果如上面两幅图所示，第一幅的红色区域是表示滚流带有动能，红色区域越大，越红则表示动能越大，第二幅图表则表示具体的滚流动能相比原来的情况增加了多少，具体反应到燃烧速度上则是加快了3%的燃烧速度。（笔者认为本田在这里是做了保留的，光靠这么点进气管道的修正能带来如此明显的效果是不大可能的）

讲完了上面的两部分，那么我们来到最后一节，就是降低机械损失，主要是减少摩擦损失。本田列了一个表，显示在哪些方面降低了摩擦。

从上到下，这个表格列出了包括凸轮轴，曲轴，平衡轴，油泵，活塞，正时链条，以及缸体。

至于如何降低摩擦的呢，本田给出了一个示意图。

图上显示，主要是将各种摩擦表面的粗糙度大幅降低，将原来的密密麻麻和不平整的凸起数量大幅减少且磨平 。

讲了这么多，那么我们最终还是要看效果，本田给出了新的2.0自吸发动机的BSFC图，最高热效率点为40.6%，在2000转120NM的地方实现。

可能有人要说丰田的混动发动机可是41%，不过考虑到本田仍然使用的是电喷发动机，而丰田的是直喷机头，在少了直喷的加持下，本田仍然能达到这样的效果，实属不易。

从BSFC图上看到，本田让车辆的混动工作模式（其实就是串联发电的模式）处于图中的白线上，这条白线正好落在热效率最佳的橙色和黄色区间范围内，这就是i-MMD混动能省油的原因。

如果仅仅考察发动机，我们会发现新的发动机在热效率220g/kwh的范围扩大了，而230以及以上的区域几乎无变化。这也印证了这台发动机仅是为了混动而做优化，因为只有混动车型才能有效的将发动机工作范围控制在狭小的高效区间内。这种优化相比大幅优化低扭和低转区间成本要低不少。

如果我们综合起来，可以看到本田通过各种细微的改进，将一台看起来平淡无奇的自然吸气发动机热效率又向极致前进了一部，这正是前文所说的工匠精神的最好体现。

笔者也一向赞同另辟蹊径，开拓新领域，发掘新事物。但是精益求精的极致追求也应当得到充分重视，要知道很多质变都是点滴量变的积累带来的。

最后再附上一张四年半之前本田刚推出i-MMD混动时候的发动机BSFC图，看来本田的论文前后还是一致的。