混卡内燃机8ZR-FEX热效率实测

最早的想法是用torque pro做个能量流出来,但是混卡的电机/电池部分的obd pid与所有Prius的pid均不通用,只有内燃机部分类似,只好只看内燃机部分。

最关心的是油耗,发动机的油耗一般用有效燃油消耗率(BSFC,单位 g kW /h)表达,就是Prius的2zr-fex常见的这一张BSFC和发动机工作线的图。所以测到发动机功率和燃油流量就可以得到BSFC,发动机工作线只要记录扭矩-转数关系就可以了。

Prius 2zr-fex BSFC

下面这张是利用obd数据实测到的混卡8zr-fex的BSFC与发动机工作线。离散紫色点是发动机扭矩(Torque),红/黄/蓝分别对应<220,220~270和270~320三个有效燃油消耗率,跟上面的Prius对应。220线对应热效率约37%(82/220~=37.3%),而270这条线对应约30%的热效率。那条绿色线是根据离散点手绘的大致发动机工作线。数据噪声很大误差不小(BSFC大致能有不少于20的方均根),但是能看出些基本特性:

1. 发动机是约1000转启动,城市工况下最常用的转数在1500转左右,不超过2000转。城市工况驾驶很难达到220的最佳工作区,多数集中在250附近(好一个250的发动机...);
2. 高热效率比较容易出现在2500转左右,这个大致对应仪表盘的ECO/POW的边界区,而3000转一般仪表盘会进pow红区。这个特性应该是PG大法的根据:用最大热效率转数区间来加速,然后停止发动机滑行来最小化能量损失。
3. 热车区是热效率最低的(绿色手绘线底端),主要是发动机扭矩才十几Nm;上下班都是避开拥堵时段的,很少怠速充电的时候,也就没怠速充电热效率数据(印象中应该落在蓝色区域内,数据记录缺失)。

另外,由于数据点集中在3000转之前,而BSFC线是拟合得到的,所以后面的数据比较可疑...

8ZR-fex BSFC

那么如何让发动机保持在高热效率区间呢?答案是:不用管,ECU会自己调整。实际上下面车速与BSFC和RPM的关系很明显说明:THS混动车的发动机转数(RPM)跟车速脱耦,几乎在城市工况的所有常见速度下ECU都可以调整发动机到大约250的有效燃油消耗率,对应约33%的热效率。

不过主观感觉上,更平稳缓慢的油门踏板操作更容易让ECU调整热效率到最佳状态,这个倒是跟一般燃油车的结论一致。

混卡明显是GPS速度70km/h之后发动机需要启动平衡转数(此时发动机不喷油,但是表显瞬时油耗非零,这个应该是丰田仪表的问题),另外大约1300的热车转数也很容易从图上看出来。

GPS实测车速 vs BSFC/发动机转数RPM

最后大致列一下需要的数据,留个参考(同时方便被喷?!)混卡与Prius III的内燃机pid兼容,且can id都是7e0,几乎可以照搬普三的pid list。

发动机扭矩数据用pid:2149读取,配合rpm可以得到发动机功率,不过数据噪声很大,部分原因可能来自mg1的干扰(比如发动机启动时有时会读到负数扭矩,应该是mg1反拖启动发动机导致的)。

油耗有两个方法读,可以互相验证。一个是用torque pro预置的进气流量(mass air flow 单位g/s)和测量空燃比(AFR)折算油耗(其实干脆用14.7的固定空燃比也差不多);另外一个是用pid:213c读发动机最近5次喷油量(这个跟普三不同,普三是最近10次喷油量),然后根据pid:2137来判断是否喷油(<4就可以认为在喷油),最后按照0.725kg/l的密度来折算成g/s的燃油流量。

关于obd盒子:vgate icar3 wifi版可以勉强做到每秒一次的数据率,偶尔丢帧。而手上的另外两个蓝牙obd盒子均容易断线且数据率太低(每2~3秒一次)且丢帧严重。实际上调试obd盒子和测试pid是最耗时的,数据处理反而容易的多。


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2026/7/20 04:47:07