有技术何愁没出路？

吕蔡霞

面对日益严峻的环保压力，内燃机未来的趋势将聚焦于节能减排，这从“中国心”评选的获奖车型中可见一斑。丰田、本田等日系企业的热效率已经超过40%(混动车型达到41%)，而大众这样的欧洲企业一直在“培养”柴油发动机的效率(关于柴油发动机排放造假的问题请查明)，对汽油发动机的热效率没有“深度”。中国品牌近年来在发动机热效率方面取得了显著进步。新开发的车型大多在最初的概念圈定时就以“高效率”为主，同时也兼顾了动力指标。

细数一下，新上市的国产车型中，热效率超过38%的也不少，比如一汽的2.0T，长安的1.4T，热效率都达到了很高的水平。长城汽车这次在新动力最终产品鉴定沙龙上向大家展示的4N20发动机有哪些特点？

首先，我们来说一下4N20系列发动机的最高热效率数字——38.3%。如果对比来看，这个热效率水平在全新的发动机中并不是最高的，但实际情况是，长城汽车的研发团队并没有刻意追求最高热效率的极限点，换句话说，最高热效率的极限点更多的只是具有标杆性意义。对此，长城汽车蜂巢易创动力研究院总工程师高定伟认为，如果没有最大化高效区，热效率数值也只是一个看起来好看的数字而已。从实际角度考虑，更宽泛的高效区才是能够让用户体验到最大实惠的性能指标，所以在开发过程中，长城汽车的研发团队将油耗率230g/kWh（发动机开发过程中对于油耗指标的一个参考数值）以下的低油耗区尽量调试到最大范围，低油耗区的优化将更有利于降低整车油耗。

先说一下4N20系列发动机的最高热效率——38.3%。如果比较的话，这个热效率水平在全新的发动机中并不是最高的，但实际情况是长城汽车的RD团队并没有刻意追求最高热效率的极限点。换句话说，最高热效率的极限点更多的是标杆意义。对此，长城汽车蜂巢怡创动力研究院总工程师高认为，如果没有最大高效区，热效率值只是一个看起来很好的数字。从实用的角度来看，更广泛的高效区域是让用户体验到最大收益的性能指标。因此，长城汽车RD团队在研发过程中，将230g/kWh(发动机研发时油耗指标的一个参考值)以下的低油耗区域调试到最大范围，低油耗区域的优化将更有利于降低整车油耗。

清华大学车辆与交通研究院副院长、中国之心年度十佳发动机评选专家评审委员会评委知望对4N20系列发动机广泛的低能效区域给予了高度评价。同时，知望先生还对该发动机所搭载的技术提出了以下意见。他认为长城汽车的4N20发动机技术先进。借助电子水泵、350bar中央直喷燃油系统、两级VVL、米勒循环等技术，4N20系列发动机具有经济性好、动力强劲、节能环保等优点。熟悉发动机技术的读者可能已经意识到，知望先生所指出的技术内容对发动机的热效率有非常高的促进作用。这里补充一点，这款4N20发动机的压缩比达到12: 1，是一款采用涡轮增压技术的发动机。一般采用涡轮增压技术的发动机压缩比都在10: 1以下，很少有车型能超过这个数值。难点在于涡轮增压发动机采用高压缩比后容易出现爆震等不可控燃烧，对发动机各部分造成极大的不可修复的损害。因此，RD人员只能以牺牲热效率为代价，通过降低压缩比来使发动机运转更稳定。随着技术的不断调整，长城汽车应用的深度米勒循环等技术，将这款4N20发动机的压缩比固定在了12: 1，领先行业水平。

“目前，国内内燃机技术已经迎头赶上。与国外同级别发动机相比，各项性能指标还不错。”知望老师说。的确，除了上面提到的热效率高，近两年来，国产发动机在轻量化和集成化方面发展很快，这款4N20系列发动机在这些方面可圈可点。据了解，长城汽车RD团队从结构设计和材料应用两个方面进行了优化升级。在结构上采用了气缸盖一体化排气歧管、轴颈优化、曲轴平衡比优化、中空钠充气门、连杆体优化、中空组合凸轮轴。采用铝合金缸体、塑料进气歧管等轻量化材料作为材料，使得4N20发动机的重量与上一代相比。最后，知望先生指出，这款发动机的核心技术是可控高效燃烧。在不同的工况下，最佳的油气协调和最合适的点火可以使燃油效率达到最佳。正是因为上面提到的各项技术形成了完美的搭配，才使得这款发动机的整体性能指标能够达到完美的平衡。

2016年，长城汽车RD团队开始研发4N20系列发动机。为了给用户提供最好的体验和安全保障，RD团队对200多种元器件进行了超过277次的单项验证，整机完成了四轮可靠性验证。测试标准在国家标准的基础上收紧了50%以上，可靠性测试总时长超过5000小时。整车搭载4N20发动机，通过了高海拔、高温、高寒、高湿、高腐蚀等挑战性测试和极限环境下的耐久测试。

与这款发动机同时亮相在活动中的还有两款全新的变速器，一款是9DCT变速器，另外一款是基于P2结构的9HDCT变速器。9DCT变速器是国内首款公开发布的横置9速湿式双离合变速器，挡位的增多意味着更平顺地换挡体验，同时也意味着这款变速器在与高效的4N20发动机匹配之后，可以进一步降低整车油耗。虽说挡位相比之前的7DCT450变速器有提升，但是这款变速器的尺寸并没有影响其装配能力。因为采用了高度集成电子模块设计、紧凑同步器设计等多项技术，不仅实现了性能优化，较7DCT450承载扭矩提升54%，在轴向空间方面反而节约了5.8mm，搭载空间与量产7DCT450变速器几乎相同，同时平均重量降低2.6%。从长城汽车蜂巢易创传动系统总工程师格哈德·亨宁介绍中我们了解到，在国标油耗测试中，相较长城汽车旗下变速器主流产品，这款9DCT变速器百公里油耗可以降低7%。

与这款发动机同时推出的还有两款新变速器，一款是9DCT变速器，另一款是基于P2结构的9HDCT变速器。9DCT变速器是国内公开发布的首款水平9速湿式动力换挡。档位的增加意味着换挡体验更加顺畅，也意味着这款变速器在匹配高效的4N20发动机后，可以进一步降低整车油耗。虽然齿轮比之前的7DCT450变速器有所改进，但是这款变速器的尺寸并不影响其装配能力。由于采用了高度集成的电子模块设计、紧凑的同步器设计等技术，不仅性能得到了优化，而且轴承扭矩比7DCT450提高了54%，轴向空空间节省了5.8mm，安装空空间与量产7DCT450变速器几乎相同，而平均重量减轻了2.6%。从长城汽车蜂巢逸创传动系统总工程师Gerhard Henning的介绍中我们知道，在国标油耗测试中，与长城汽车主流变速器产品相比，这款9DCT变速器百公里油耗可降低7%。

在长城汽车建厂30周年之际，一款全新的动力总成亮相，不仅展现了长城汽车自身多年技术研发的积累和成果，也是中国汽车企业动力总成技术水平的体现。4N20发动机+9DCT变速器的“硬核”CP所达到的各项技术指标，代表了长城汽车在动力总成核心技术领域的先进实力，也是中国车企在未来全球技术竞争中的自信。

“没有退路，只有看出路。”长城汽车总裁魏建军在纪录片中讲述了长城汽车30年的历史。换个角度看，国内车企的技术发展过程不就是这样吗？今天的4N20系列发动机和9DCT/9HDCT变速器，不正是长城汽车在没有退路的市场困境中，艰苦努力突围的成果吗？相信在“过度投入、精准RD”理念的坚持下，在敢于不留退路、锐意进取的企业精神的支撑下，长城汽车将随着核心技术的不断突破，逐步改写国内汽车行业的市场格局。