隨著紅旗H9上市熱賣，這臺代表了新紅旗品牌全新“尚·致·意”設計語言，擁有SHI界領先、中國唯YI縱置後驅旗艦平臺的C 級豪華轎車，毫無疑問成為當下車市新寵。尤其是H9所搭載的2.0T與3.0L V6機械增壓兩款明星發動機，憑藉著出色的動力性與卓越的燃油經濟性讓紅旗H9擁有比肩合資競品的底氣。
作為紅旗H9入門車型的動力選擇，代號CA4GC20TD的這臺2.0L渦輪增壓直噴發動機可謂是一汽集團的明星產品，它不僅達到了升功率92.5kw/L、升扭矩190Nm/L的超YI流水準，其39%的最GAO熱效率值在國內更是首屈一指，在國際上也處於YI流水平。
熱效率值是發動機技術性能的重要指標，目前國內外優秀的增壓直噴發動機的熱效率基本在37%-38%左右，H9上這臺2.0T發動機是如何達成39%的熱效率呢？下面就請大家跟隨我們的鏡頭走進一汽研發總院，通過CA4GC20TD發動機的整機拆解來為大家揭秘其39%熱效率背後所採用的種種黑科技。
什麼是發動機的熱效率？
熱效率即發動機內汽油燃燒產生的總熱能轉化成動能的轉化率。發動機熱效率=車輛動能÷燃油產生的總熱能×100%。發動機熱效率越高，汽油燃燒總熱能轉換為車輛的動能佔比也就越大。
理論上，發動機熱效率越高，在輸出相同動力的情況下所消耗的燃油就越少，所以也就越省油。一般來說，同一輛汽車，發動機熱效率從35%提高到39%，加滿一箱油的行駛里程有望由500公里提升到550公里。
發動機熱效率的提升有什麼難度？
內燃機的本質是將熱能轉化為動能，這個過程中會產生能量損耗。首先在燃料燃燒過程中產生的能量，只有一部分能轉化為機械能，其他的都變成熱量散失了。就算是轉化為機械能的這部分，還會發生損耗，比如說零部件的摩擦，活塞和缸壁的摩擦等等，都會損失能量。
現階段工程師們採用多種技術手段努力提升發動機的熱效率，使其接近理論值。比如提高發動機壓縮比，降低摩擦損失，減少散熱損失等，但受到結構強度、機械效率、汽油機爆震等的限制，使熱效率提高面臨挑戰。
01
領先的350bar快速響應該缸內直噴系統
想要提升內燃機的熱效率，讓發動機自身的能耗盡量減少，降低發動機的摩擦和提升熱管理是關鍵，而發動機的熱效率與油耗表現首先是由發動機噴油系統決定的。
紅旗H9所採用的這款CA4GC20TD的2.0L渦輪增壓直噴發動機，其噴油系統採用的是博世最新一代350bar快速響應噴油技術，350bar超高壓直噴系統，可以實現最優的燃油霧化效果，使燃燒更充分。
缸內直噴顧名思義，就是在氣缸內設置噴油嘴，將燃油直接噴到氣缸內進行燃燒，這樣可以對燃油的壓力和噴油量控制得更精確，噴出來的油霧更加均勻、稀薄，燃燒效率更高，從而有效降低油耗。
這套博世最新的350bar高壓直噴系統，集成最新一代小脈寬控制模塊，實現各缸全工況精確噴射及多次噴射，確保發動機高效清潔燃燒，顯著降低冷啟動、低轉速大負荷工況下的PN排放。
相較於目前廣泛採用的200bar直噴系統，紅旗H9採用的這套博世350bar高壓直噴系統，更強的噴油壓力可以提供更好的燃油霧化效果，燃油在氣缸內會被打得越碎燃燒效率更高，同時也可以滿足未來更嚴格的排放要求，尤其是可以更好的面對顆粒物數量限制這一要求。
02
超低摩擦節能技術
提高發動機熱效率，除了在燃燒系統上下功夫之外，降低發動機自身的能量損失也是非常重要。發動機在工作過程中，燃油燃燒所產生的熱能在轉化為機械能過程中，除了熱量損失之外，零部件的摩擦，活塞和缸壁的摩擦同樣是影響整機效率的關鍵。
紅旗H9搭載的CA4GC20TD的2.0L渦輪增壓直噴發動機採用低彈力環、低剛度氣門彈簧、類金剛石碳膜塗層超低摩擦技術，在實現了高燃燒效率的同時也實現了更低的機械損耗。
由於採用了低彈力活塞環-小接觸面積摩擦副運動系、低剛度氣門彈簧-滾輪搖臂配氣系、類金剛石碳膜塗層、二階可變機油泵等種種創新工藝與前瞻設計，全方位地降低了整機機械摩擦損失。H9上所採用的這臺CA4GC20TD引擎可以實現發動機摩擦減小27%，完全達到國際先進水平。
03
全MAP智能熱管理技術
除了噴油系統，發動機熱管理系統同樣對提升發動機的熱效率至關重要。
所謂的發動機熱管理就是發動機在工作循環時保持在最JIA溫度，確保發動機保持優良運行狀況，燃燒更充分，效率也更高。智能熱管理，說白了就是依據發動機工況的不同，來調整冷卻通路的流向和流量，從而讓發動機儘可能的工作在最JIA溫度區間。比如說，當車輛剛啟動時，為了讓發動機快速升溫，快速暖機，這個時候就需要冷卻液減緩流動性，或者，當發動機在中低轉速，中低負荷工作時，冷卻液能夠穩定在較高溫度，從而降低機油粘度，減少摩擦功損失，而在發動機高負荷運轉時，控制冷卻液處於較低的溫度區間，以提供更好的散熱性能，防止發動機高溫區域過熱，並能夠降低爆震傾向。
為了使發動機的冷卻控制達到智能化、可變化的控制，CA4GC20TD發動機的智能熱管理模塊採用水滴型可變截面球閥結構，對多個水流通道進行全MAP智能控制，較傳統節溫器響應速度提高50倍，實現了基於目標水溫的精確閉環控制。
全MAP智能閉環精準控制水路，可以針對不同環境溫度和發動機負荷，實現控制模式智能動態切換，確保發動機工作於最優水溫，減少熱能損失，降低整機油耗。形象一點的形容就是相當於給發動機裝一臺變頻“空調”，讓發動機在不同工況下智能控制發動機溫度，讓其始終保持在一個最GAO效的溫度區間。
04
高壓縮比米勒循環技術
除了以上幾種提升整機熱效率值的設計之外，紅旗H9上的這臺CA4GC20TD發動機還通過11.5的超高壓縮比來實現超高做功效率，與此同時米勒循環技術的加入，也是提升整機熱效率值的關鍵。
可能有些朋友不太瞭解米勒循環的定義，其簡單地說就是在發動機吸氣衝程結束時，通過推遲氣門的關閉，將氣缸中吸入的混合氣又"吐"出去一部分，之後再關閉氣門，開始壓縮衝程。米勒循環通過控制一個氣門開閉的時機創造出膨脹比大於壓縮比的效果，其最大的作用就是可以實現車輛在低工況、低負荷情況下更佳的燃油經濟性。
米勒循環雖然已經是目前廣泛普及的技術，但是一汽的研發團隊通過雙可變配氣正時結合米勒循環進氣門型線，以及進氣道及進氣管路的精細設計，使泵氣損失減少了32%，最大限度將熱能轉化為機械能，達到提高發動機燃油效率，降低燃油消耗的目的。
寫在尾聲：
除了以上介紹的這些頗具代表性的先進技術外，CA4GC20TD發動機還具有兩階可變排量智能控制機油泵、智能可變氣門正時技術、集成式雙平衡軸等先進設計，以及經過上千小時的臺架測試與幾十萬公里的路試考驗，最終鑄就了CA4GC20TD發動機以“十大領先核心技術”為支撐，集超高熱效率、強勁動力與卓越燃油經濟性為特徵的領先產品力，成為國內領先、國際YI流的"智慧中國芯“。
作為汽車三大核心部件之一，發動機在汽車研發中具有特別的意義，紅旗品牌始終堅持自主研發，掌握核心技術，支撐紅旗發動機產品競爭力。正如上文介紹的這臺擁有39%熱效率值，動力性與燃油經濟性等核心指標比肩國際YI流品牌的CA4GC20TD發動機，有力的印證著一汽研發人員把關鍵核心技術掌握在自己手裡，踐行著把民族汽車品牌搞上去的崇高理想而不斷奮進。
