有技術(shù)何愁沒出路？

呂彩霞

面對日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力，內(nèi)燃機(jī)未來的趨勢將以節(jié)能、減排為主，這點(diǎn)從“中國心”年度十佳發(fā)動機(jī)評選的獲獎機(jī)型中可見一斑，日系企業(yè)像豐田、本田等其發(fā)動機(jī)熱效率已超過40%（混動機(jī)型已達(dá)到41%），歐洲企業(yè)像大眾因?yàn)橐恢薄案拧痹诓裼蜋C(jī)的效能上（柴油機(jī)排放造假的事情請了解一下），對于汽油機(jī)的熱效率沒有“深度”開發(fā)，依舊維持在35%～38%之間。中國品牌在發(fā)動機(jī)熱效率方面這幾年進(jìn)步較為明顯，大部分新開發(fā)的機(jī)型在最初概念圈定時(shí)都圍繞著“高效”展開，同時(shí)也兼顧動力性指標(biāo)。

細(xì)數(shù)一下，國內(nèi)新上市的機(jī)型中，熱效率超過38%的還真不少，像是一汽的2.0T、長安的1.4T，熱效率均達(dá)到了較高的水平。而長城汽車這次在全新動力總成品鑒沙龍上為大家展示的4N20發(fā)動機(jī)有哪些自身的特點(diǎn)呢？

首先，我們來說一下4N20系列發(fā)動機(jī)的最高熱效率數(shù)字——38.3%。如果對比來看，這個(gè)熱效率水平在全新的發(fā)動機(jī)中并不是最高的，但實(shí)際情況是，長城汽車的研發(fā)團(tuán)隊(duì)并沒有刻意追求最高熱效率的極限點(diǎn)，換句話說，最高熱效率的極限點(diǎn)更多的只是具有標(biāo)桿性意義。對此，長城汽車蜂巢易創(chuàng)動力研究院總工程師高定偉認(rèn)為，如果沒有最大化高效區(qū)，熱效率數(shù)值也只是一個(gè)看起來好看的數(shù)字而已。從實(shí)際角度考慮，更寬泛的高效區(qū)才是能夠讓用戶體驗(yàn)到最大實(shí)惠的性能指標(biāo)，所以在開發(fā)過程中，長城汽車的研發(fā)團(tuán)隊(duì)將油耗率230g/kWh（發(fā)動機(jī)開發(fā)過程中對于油耗指標(biāo)的一個(gè)參考數(shù)值）以下的低油耗區(qū)盡量調(diào)試到最大范圍，低油耗區(qū)的優(yōu)化將更有利于降低整車油耗。

清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院副院長、“中國心”年度十佳發(fā)動機(jī)評選專家評審委員會評委王志對4N20系列發(fā)動機(jī)廣泛的低能效區(qū)給予了高度評價(jià)，同時(shí)王志老師還對這款發(fā)動機(jī)所搭載的各項(xiàng)技術(shù)做了如下點(diǎn)評。他認(rèn)為長城汽車的這款4N20發(fā)動機(jī)搭載的技術(shù)較為先進(jìn)，借助電子水泵、350bar中置直噴燃油系統(tǒng)、兩段式VVL、米勒循環(huán)等技術(shù)，4N20系列發(fā)動機(jī)具有經(jīng)濟(jì)性好、動力強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如果對發(fā)動機(jī)技術(shù)較為熟悉的讀者可能已經(jīng)意識到了，王志老師所指出的這幾項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容都是對提升發(fā)動機(jī)熱效率有著極高的促進(jìn)作用。這里要補(bǔ)充的一點(diǎn)是，這款4N20發(fā)動機(jī)的壓縮比達(dá)到了12：1，這可是一款采用了渦輪增壓技術(shù)的發(fā)動機(jī)，一般采用渦輪增壓技術(shù)的發(fā)動機(jī)壓縮比都是在10：1以下，很少有機(jī)型可以超過這個(gè)數(shù)值。難點(diǎn)就是因?yàn)闇u輪增壓發(fā)動機(jī)在采用高壓縮比之后很容易出現(xiàn)爆震等不可控燃燒的狀態(tài)，對發(fā)動機(jī)各部件將產(chǎn)生極大的不可挽回的損傷，所以研發(fā)人員只能采用降低壓縮比犧牲熱效率的方式讓發(fā)動機(jī)更穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著技術(shù)的不斷調(diào)整，長城汽車應(yīng)用的深度米勒循環(huán)等技術(shù)，讓這款4N20發(fā)動機(jī)的壓縮比定格在12：1這一數(shù)值上，引領(lǐng)了行業(yè)水平。

“目前國內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)已經(jīng)追趕上來了，與國外同級別發(fā)動機(jī)相比，各種性能指標(biāo)并不差。”王志老師說。事實(shí)確實(shí)如此，除了上文中提到的高熱效率等內(nèi)容，近兩年，國內(nèi)的發(fā)動機(jī)在輕量化和集成化兩方面也有著快速的發(fā)展，這款4N20系列發(fā)動機(jī)在這些方面可圈可點(diǎn)。據(jù)了解，長城汽車研發(fā)團(tuán)隊(duì)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材質(zhì)應(yīng)用兩方面入手優(yōu)化提升，結(jié)構(gòu)上通過缸蓋集成排氣歧管、軸頸優(yōu)化 、曲軸平衡率優(yōu)化、中空充鈉氣門、連桿桿身優(yōu)化及中空組合式凸輪軸等方式，材質(zhì)上采用鋁合金缸體、塑料進(jìn)氣歧管等輕量化材料，使得4N20發(fā)動機(jī)整機(jī)重量同比上一代機(jī)型降低10%。王志老師最后指出這款發(fā)動機(jī)最核心的技術(shù)還是可控的高效燃燒，在不同工況時(shí)，最佳的油氣配合、最合適的點(diǎn)火，才能讓燃油效率最佳，正是因?yàn)樯衔闹刑岬降乃屑夹g(shù)形成了完美的匹配，才可以讓這款發(fā)動機(jī)的總體性能指標(biāo)達(dá)到完美平衡。

2016年，長城汽車的研發(fā)團(tuán)隊(duì)就開始了4N20系列發(fā)動機(jī)的研發(fā)工作，為了能夠給用戶最佳的使用體驗(yàn)和安全性保障，研發(fā)團(tuán)隊(duì)對200余種零部件進(jìn)行單體驗(yàn)證共計(jì)277余項(xiàng)，整機(jī)完成四輪可靠性驗(yàn)證，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)均在國標(biāo)的基礎(chǔ)上加嚴(yán)50%以上，可靠性試驗(yàn)總時(shí)長累計(jì)達(dá)5000小時(shí)以上。搭載4N20發(fā)動機(jī)的整車，已經(jīng)通過了高原、高溫、高寒、高濕、高腐蝕等充滿挑戰(zhàn)的測試和極限環(huán)境下的耐久試驗(yàn)。

與這款發(fā)動機(jī)同時(shí)亮相在活動中的還有兩款全新的變速器，一款是9DCT變速器，另外一款是基于P2結(jié)構(gòu)的9HDCT變速器。9DCT變速器是國內(nèi)首款公開發(fā)布的橫置9速濕式雙離合變速器，擋位的增多意味著更平順地?fù)Q擋體驗(yàn)，同時(shí)也意味著這款變速器在與高效的4N20發(fā)動機(jī)匹配之后，可以進(jìn)一步降低整車油耗。雖說擋位相比之前的7DCT450變速器有提升，但是這款變速器的尺寸并沒有影響其裝配能力。因?yàn)椴捎昧烁叨燃呻娮幽K設(shè)計(jì)、緊湊同步器設(shè)計(jì)等多項(xiàng)技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了性能優(yōu)化，較7DCT450承載扭矩提升54%，在軸向空間方面反而節(jié)約了5.8mm，搭載空間與量產(chǎn)7DCT450變速器幾乎相同，同時(shí)平均重量降低2.6%。從長城汽車蜂巢易創(chuàng)傳動系統(tǒng)總工程師格哈德·亨寧介紹中我們了解到，在國標(biāo)油耗測試中，相較長城汽車旗下變速器主流產(chǎn)品，這款9DCT變速器百公里油耗可以降低7%。

在長城汽車造車30年之際，全新的動力總成亮相，展示出的不僅是長城汽車自身多年技術(shù)研發(fā)的積淀和成果，更是我國車企動力總成技術(shù)水平的體現(xiàn)。4N20發(fā)動機(jī)+9DCT變速器這組“硬核”CP實(shí)現(xiàn)的各種技術(shù)指標(biāo)，代表了長城汽車在核心動力總成技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)力進(jìn)階，更是未來中國車企在全球技術(shù)競爭中敢于叫板的底氣所在。

“沒有退路，才見出路?！痹陂L城汽車造車30年的紀(jì)錄片中，掌門人魏建軍如是說。換個(gè)角度看，國內(nèi)車企的技術(shù)開發(fā)歷程何嘗不是這樣？今天的4N20系列發(fā)動機(jī)、9DCT/9HDCT變速器，何嘗不是長城汽車在曾經(jīng)沒有任何退路的市場困境下，披荊斬棘、奮力突圍的成果？相信在“過度投入、精準(zhǔn)研發(fā)”理念的堅(jiān)持下，在敢于不留退路，奮力前行的企業(yè)精神支持下，長城汽車會憑借核心技術(shù)的不斷突破，逐步改寫國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的市場格局。