杜庆炜 高级编辑 技术学堂 2020-11-24 00:10
二代三代 本田 i-MMD混动系统结构对比
要了解二代三代i-MMD系统的差异,那么首先你得知道本田i-MMD的结构到底是什么样的。本田i-MMD系统由2.0L阿特金森循环发动机、离合器、发电机、驱动电机、锂离子电池组成,其结构和工作原理与 丰田 的THS混动系统差异较大。
i-MMD系统有趣的地方就在于在中低速以及加速时,其系统工作模式跟增程式汽车是一样的,也就是发动机只驱动发电机,发电机再给电机供电,电机最终驱动车轮。而只有在中高速巡航或低负荷时,发动机才会通过离合器结合直接驱动车轮。不过这个工作模式实际上是简化描述的,实际工作时会有更多的情况出现,但最基本的还是纯电、混动以及发动机直驱三种情况。
i-MMD系统这种混动解决方案在现在看来都是具有突破性的,因为它可以在中低速时让系统效能最大化,并且在高速时也能利用发动机直驱让车辆油耗处于经济区间。在中低速时发动机给驱动电机供电,这样发动机在最经济的转速区间工作,一定程度避免了受到车辆工况的影响,并且采用电机驱动无论是加速感还是效率表现都十分不错。而在巡航发动机直驱时,发动机此时就处于最经济的运转区间,所以直接驱动车辆其油耗表现也会比较 理想 。当然,系统也会对工况进行判断,选择最合适的模式来驱动车,并非高速巡航时就一定只使用发动机直驱模式。
了解了本田i-MMD系统的工作模式后,我们接下来会以CR-V混动作为蓝本来看看二代和三代i-MMD系统的差别在什么地方。新一代CR-V在2017和2019款混动车型上都搭载了二代i-MMD系统,而2021款车型则使用上了三代i-MMD系统,这也是本田国内唯一在同一代车型上使用了两代混动系统的车型。不过也恰恰是这样,才让我们能更客观地对比两代i-MMD系统。
1 发动机
两代i-MMD 2.0L发动机参数对比 三代发动机 二代发动机 代号 LFB12 LFA11 最大功率(kW/rpm) 107/6200 107/6200 最大扭矩(N?m/rpm) 175/ 3500 175/4000 最高热效率 40.6% 38.9% 气缸数 4 缸径?行程(mm) 81?96.7 排量(ml) 1993 燃油喷射方式 歧管喷射 气门数 4 压缩比 13.5 13.0 EGR系统 液冷 ERG阀流量(L/min) 450 230 水泵 电子水泵 节温器阀门开启温度(℃) 82 78
二代的2.0L阿特金森发动机和三代发动机动力峰值都是相同的,不过最大扭矩对应的转速稍有降低,另外三代发动机在压缩比、进排气门和EGR阀上也有优化。总体来看三代发动机相比二代都是小的优化,不过这些细微末节的地方改动让发动机的热效率得到了一点提升。
三代发动机很重要的一点就是提升了EGR废气循环阀的流量,使得EGR效率可以提升。从上图也就能看出本田在EGR流量阀上做了优化,通过增大直接提升气流流动顺畅度,使得EGR的通道内压力损失降低了70%。EGR废气循环加大好处是能够提升部分负荷下发动机的燃油效率,并且还能够降低排出气体中的氮氧化物。
EGR废气循环加大后,也会带来副作用,那就是循环废气的惰性会降低气缸内的燃烧速度,所以本田稍微改进了进气道,使得进气在缸内形成了较强的滚流,这样可以提升燃烧效率。根据本田介绍,有了滚流后,缸内提升了3%的燃烧速度。
三代发动机进气门使用了镜面抛光,进气门表面如镜子般光滑,相比于二代传统的进气门,好处是减少了进气门在缸内表面积,并且可以减少缸内热量传递至进气门,这样可以减少热损失、降低进气门温度,最终有利于进气温度的降低,减少爆震的出现。
而充钠排气门目前已经在传统发动机上广泛使用,充钠气门内部是中空的,并且填充了一些金属钠,当排气门温度达一定值后,金属会融化。在排气门上下运动时,液态金属钠会上下震荡,从而将热量传导到排气门上部 ,有利于提升排气门散热能力,对降低缸内温度有一定帮助。
三代发动机使用了上面优化以及降低摩擦处理后,从发动机万有特性曲线(BSFC)图就可以看出成果。左边三代发动机相比二代发动机,其最高热效率值和范围都得到了不少提升。上图中白色线就是发动机在带动发电机进行混动模式运行,新款发动机白线大部分区间都是黄圈最佳热效率范围内,而老款则是只有部分落在黄圈内,这样意味着新款发动机能够给i-MMD系统节省更多燃油。
2 电机
三代和二代都有一个发电机和一个驱动电机,对比两代系统的电机,可以 发现 三代的电机使用了扁铜线工艺,其好处是体积和重量都下降了23%。
另外三代i-MMD系统的电机用料上也有了不同,三代电机是不含重稀土磁铁的。钕磁铁是在混合动力车驱动电机的高温环境下使用,因此要求其具备良好的耐热性能。所以以往会采取添加重稀土类 元素 (镝?铽)确保其耐热性能。但是,由于重稀土类 元 素的高产矿床在全世界分布不均匀,属于稀有金属,在稳定供应和材料成本方面存在风险。如何减少重稀土类元素的使用量,是在钕磁铁应用方面所面临的重大课题之一。
所以本田联合大同特殊钢研制出不不含重稀土磁铁的混合动力车用电机,为的是摆脱重稀土类元素瓶颈,回避资源风险,实现供应链的多样化?本田也是首家在混合动力车型上使用不含重稀土磁铁电机的车企。
3 传动架构
前面已经提到,二代与三代i-MMD系统在整体架构上是一致的,并没有进行调整。不过三代i-MMD系统减少了一个发动机与发电机之间的常闭离合器。
3 电池
在电池这一块,三代i-MMD系统的电池电源体积缩小了32%。不过这点针对 雅阁 混动而言的。对于CR-V混动来说,由于在设计时电池就与雅阁混动不一样,所以CR-V混动在电池这块的变化就与雅阁混动不一致。CR-V混动的二代和三代i-MMD系统电池都是一致的,包括电池容量、尺寸、材质等等。不过电池内部结构是否存在调整目前还没有资料可以查证。
展开余下全文(1/3) 2 二代和三代i-MMD有什么差异? 回顶部
二代三代 本田 i-MMD混动系统结构对比
要了解二代三代i-MMD系统的差异,那么首先你得知道本田i-MMD的结构到底是什么样的。本田i-MMD系统由2.0L阿特金森循环发动机、离合器、发电机、驱动电机、锂离子电池组成,其结构和工作原理与 丰田 的THS混动系统差异较大。
i-MMD系统有趣的地方就在于在中低速以及加速时,其系统工作模式跟增程式汽车是一样的,也就是发动机只驱动发电机,发电机再给电机供电,电机最终驱动车轮。而只有在中高速巡航或低负荷时,发动机才会通过离合器结合直接驱动车轮。不过这个工作模式实际上是简化描述的,实际工作时会有更多的情况出现,但最基本的还是纯电、混动以及发动机直驱三种情况。
i-MMD系统这种混动解决方案在现在看来都是具有突破性的,因为它可以在中低速时让系统效能最大化,并且在高速时也能利用发动机直驱让车辆油耗处于经济区间。在中低速时发动机给驱动电机供电,这样发动机在最经济的转速区间工作,一定程度避免了受到车辆工况的影响,并且采用电机驱动无论是加速感还是效率表现都十分不错。而在巡航发动机直驱时,发动机此时就处于最经济的运转区间,所以直接驱动车辆其油耗表现也会比较 理想 。当然,系统也会对工况进行判断,选择最合适的模式来驱动车,并非高速巡航时就一定只使用发动机直驱模式。
了解了本田i-MMD系统的工作模式后,我们接下来会以CR-V混动作为蓝本来看看二代和三代i-MMD系统的差别在什么地方。新一代CR-V在2017和2019款混动车型上都搭载了二代i-MMD系统,而2021款车型则使用上了三代i-MMD系统,这也是本田国内唯一在同一代车型上使用了两代混动系统的车型。不过也恰恰是这样,才让我们能更客观地对比两代i-MMD系统。
1 发动机
两代i-MMD 2.0L发动机参数对比 三代发动机 二代发动机 代号 LFB12 LFA11 最大功率(kW/rpm) 107/6200 107/6200 最大扭矩(N?m/rpm) 175/ 3500 175/4000 最高热效率 40.6% 38.9% 气缸数 4 缸径?行程(mm) 81?96.7 排量(ml) 1993 燃油喷射方式 歧管喷射 气门数 4 压缩比 13.5 13.0 EGR系统 液冷 ERG阀流量(L/min) 450 230 水泵 电子水泵 节温器阀门开启温度(℃) 82 78
二代的2.0L阿特金森发动机和三代发动机动力峰值都是相同的,不过最大扭矩对应的转速稍有降低,另外三代发动机在压缩比、进排气门和EGR阀上也有优化。总体来看三代发动机相比二代都是小的优化,不过这些细微末节的地方改动让发动机的热效率得到了一点提升。
三代发动机很重要的一点就是提升了EGR废气循环阀的流量,使得EGR效率可以提升。从上图也就能看出本田在EGR流量阀上做了优化,通过增大直接提升气流流动顺畅度,使得EGR的通道内压力损失降低了70%。EGR废气循环加大好处是能够提升部分负荷下发动机的燃油效率,并且还能够降低排出气体中的氮氧化物。
EGR废气循环加大后,也会带来副作用,那就是循环废气的惰性会降低气缸内的燃烧速度,所以本田稍微改进了进气道,使得进气在缸内形成了较强的滚流,这样可以提升燃烧效率。根据本田介绍,有了滚流后,缸内提升了3%的燃烧速度。
三代发动机进气门使用了镜面抛光,进气门表面如镜子般光滑,相比于二代传统的进气门,好处是减少了进气门在缸内表面积,并且可以减少缸内热量传递至进气门,这样可以减少热损失、降低进气门温度,最终有利于进气温度的降低,减少爆震的出现。
而充钠排气门目前已经在传统发动机上广泛使用,充钠气门内部是中空的,并且填充了一些金属钠,当排气门温度达一定值后,金属会融化。在排气门上下运动时,液态金属钠会上下震荡,从而将热量传导到排气门上部 ,有利于提升排气门散热能力,对降低缸内温度有一定帮助。
三代发动机使用了上面优化以及降低摩擦处理后,从发动机万有特性曲线(BSFC)图就可以看出成果。左边三代发动机相比二代发动机,其最高热效率值和范围都得到了不少提升。上图中白色线就是发动机在带动发电机进行混动模式运行,新款发动机白线大部分区间都是黄圈最佳热效率范围内,而老款则是只有部分落在黄圈内,这样意味着新款发动机能够给i-MMD系统节省更多燃油。
2 电机
三代和二代都有一个发电机和一个驱动电机,对比两代系统的电机,可以 发现 三代的电机使用了扁铜线工艺,其好处是体积和重量都下降了23%。
另外三代i-MMD系统的电机用料上也有了不同,三代电机是不含重稀土磁铁的。钕磁铁是在混合动力车驱动电机的高温环境下使用,因此要求其具备良好的耐热性能。所以以往会采取添加重稀土类 元素 (镝?铽)确保其耐热性能。但是,由于重稀土类 元 素的高产矿床在全世界分布不均匀,属于稀有金属,在稳定供应和材料成本方面存在风险。如何减少重稀土类元素的使用量,是在钕磁铁应用方面所面临的重大课题之一。
所以本田联合大同特殊钢研制出不不含重稀土磁铁的混合动力车用电机,为的是摆脱重稀土类元素瓶颈,回避资源风险,实现供应链的多样化?本田也是首家在混合动力车型上使用不含重稀土磁铁电机的车企。
3 传动架构
前面已经提到,二代与三代i-MMD系统在整体架构上是一致的,并没有进行调整。不过三代i-MMD系统减少了一个发动机与发电机之间的常闭离合器。
3 电池
在电池这一块,三代i-MMD系统的电池电源体积缩小了32%。不过这点针对 雅阁 混动而言的。对于CR-V混动来说,由于在设计时电池就与雅阁混动不一样,所以CR-V混动在电池这块的变化就与雅阁混动不一致。CR-V混动的二代和三代i-MMD系统电池都是一致的,包括电池容量、尺寸、材质等等。不过电池内部结构是否存在调整目前还没有资料可以查证。
3 找个车来测试对比最实际 回顶部
新旧款CR-V混动实测对比
实测对比这一部分,由于我们拿到的试驾车是2021款混动四驱顶配(搭载三代i-MMD混动系统),所以要对比只能找去年我们测试过的2019款混动四驱顶配(搭载二代i-MMD混动系统)数据来进行比较。
1 百公里加速
两款车型都是在同一条路面进行测试的,测试时路面都是干燥的,2019款车型测试时室外温度约为24摄氏度,2021款车型测试时室外温度约为27摄氏度。另外二者都是用运动模式驾驶,测试起步时电池电量都为50%。
从最终成绩来看,二代i-MMD系统的加速表现要好于三代i-MMD系统,二者相差接近0.5秒。两代系统的加速全程表现都十分平顺,G值波动不大。但仔细对比两车的加速曲线图,你就会 发现 2020款车型也就是三代i-MMD系统在45km/h时G值就开始跌入0.4g内,并且G值开始逐步减小,而2019款车型也就是二代i-MMD系统直到60km/h时G值才掉至0.4g以下。两款车型的加速时间差异其实更多在于45-80km/h区间也就是中段,头段和尾段二者表现是十分相近的。
实际驾驶时,你也会感觉到使用三代i-MMD系统的新款CR-V其加速表现要比使用二代i-MMD系统的老款CR-V?肉?一些,尤其是超过100km/h后,你觉得整个车都不太愿意往上提速,需要油门一再深踩给予车辆信号才能往上提速。
2 综合油耗
前面已经提到,由于凑不到两台版本相同的新旧款CR-V混动,我们只能用全年的测试数据来进行对比。油耗这一板块我们也只能跟着去年测试的路线再跑一遍,但实际的路况是不可能做到跟去年测试一模一样的。所以油耗这一区域我们也只能做一个参考对比,并不能准确说明究竟哪一代i-MMD系统更省油。
简单进行油耗对比,可以发现两代i-MMD混动系统在油耗方面差异并不大,在这方面其实多少还是会意外的,因为三代i-MMD的发动机在热效率以及油耗表现上都要好于二代i-MMD,但最终出来的油耗成绩却抹去了这些提升,这一点或许跟新电机的效率会有关系。
3 车内噪声
噪声这一部分,如果用常规的噪声仪测试车内噪声的话,其实两款车型表现是十分接近的,也就是说从噪声仪数值上其实是看不出两代i-MMD系统在NVH方面的差异,但实际上你开起来后感觉两代混动系统噪声差异巨大。造成这个原因一方面是因为噪声仪不会区分高低频,三代i-MMD其实在高频方面被削弱了不少,给人感觉也会安静不少,另一方面就是测试过程中只是在固定巡航速度进行数据记录,测试混动系统处于低负荷状态,发动机转速在经济区间中,自然噪声也都不会大。
实际上开上三代i-MMD系统,在40-80km/h这个区间内提速时你会明显感觉到发动机的噪声要比二代i-MMD系统更低,二代i-MMD在这个区间加速时会很直接地听到发动机的嘶吼声,并且随之部分发动机振动也会传递到车厢内,而三代i-MMD在加速时将高频声音?过滤?掉很大一部分,所以你听到的都是发动机较小的运动声。虽然这个差异描述起来可能没啥,但老款CR-V车主都明白,三代混动系统优化噪声表现实在是太有必要了,因为这个加速噪声会比较影响乘员感受,会让不明其中的乘客总觉得你的发动机是不是有点什么异常。并且三代i-MMD经过NVH优化后,整车开起来会更有混动的感觉,那就是比燃油版车型静谧性和舒适性都更好。
总结
本田 的第三代i-MMD混动系统虽然看着架构没变,只是优化了部分硬件设计,但整体的驾乘感其实会比第二代i-MMD混动系统优秀,尤其是在发动机的噪声表现这一块,如果用第三代i-MMD的表现作为基准,那么二代i-MMD可以说就是个半成品,在油耗方面表现一致,但NVH方面优化不足,所以第三代i-MMD混动系统虽然加速变慢了一点,但整体驾乘质感变更好了,相信这样的变化也是大部分消费者喜闻乐见的。(图/文/摄: 杜庆炜) @2019
1、控制最佳转速
行驶中,一般电喷车的发动机转数在2200-2500左右最省油。不论在哪个档位,均保持发动机转数在2200-2500左右。过低转速车走不动,耗油不走道,还伤发动机;过高转速增加无效油耗,也伤发动机。
2、保持最佳车速
最省油的行车状态是匀速直线行驶,最省油的车速小排量车是时速60-80公里,中排量车是80-100公里。
3、控制换档转速
换档时要比正常行驶状态略微多加一点油,让转速表达到2500多一点。如果低于2000转时换档,换档后速度还要往下降,有脱档的感觉,还得加油找回来,反而要多耗油。
4、不变道、不超车
在路上一会儿变道,一会儿超车,一会儿急加油,一会儿急 刹车 ,费油又费车,危险系数提高了好几倍,非常不值得、不必要。自家车行驶时切记尽量不变道、不超车,保持中速、匀速行驶,安全省油。