随着红旗H9上市热卖，这台代表了新红旗品牌全新“尚·致·意”设计语言，拥有SHI界领先、中国唯YI纵置后驱旗舰平台的C 级豪华轿车，毫无疑问成为当下车市新宠。尤其是H9所搭载的2.0T与3.0L V6机械增压两款明星发动机，凭借着出色的动力性与卓越的燃油经济性让红旗H9拥有比肩合资竞品的底气。
作为红旗H9入门车型的动力选择，代号CA4GC20TD的这台2.0L涡轮增压直喷发动机可谓是一汽集团的明星产品，它不仅达到了升功率92.5kw/L、升扭矩190Nm/L的超YI流水准，其39%的最GAO热效率值在国内更是首屈一指，在国际上也处于YI流水平。
热效率值是发动机技术性能的重要指标，目前国内外优秀的增压直喷发动机的热效率基本在37%-38%左右，H9上这台2.0T发动机是如何达成39%的热效率呢？下面就请大家跟随我们的镜头走进一汽研发总院，通过CA4GC20TD发动机的整机拆解来为大家揭秘其39%热效率背后所采用的种种黑科技。
什么是发动机的热效率？
热效率即发动机内汽油燃烧产生的总热能转化成动能的转化率。发动机热效率=车辆动能÷燃油产生的总热能×100%。发动机热效率越高，汽油燃烧总热能转换为车辆的动能占比也就越大。
理论上，发动机热效率越高，在输出相同动力的情况下所消耗的燃油就越少，所以也就越省油。一般来说，同一辆汽车，发动机热效率从35%提高到39%，加满一箱油的行驶里程有望由500公里提升到550公里。
发动机热效率的提升有什么难度？
内燃机的本质是将热能转化为动能，这个过程中会产生能量损耗。首先在燃料燃烧过程中产生的能量，只有一部分能转化为机械能，其他的都变成热量散失了。就算是转化为机械能的这部分，还会发生损耗，比如说零部件的摩擦，活塞和缸壁的摩擦等等，都会损失能量。
现阶段工程师们采用多种技术手段努力提升发动机的热效率，使其接近理论值。比如提高发动机压缩比，降低摩擦损失，减少散热损失等，但受到结构强度、机械效率、汽油机爆震等的限制，使热效率提高面临挑战。
01
领先的350bar快速响应该缸内直喷系统
想要提升内燃机的热效率，让发动机自身的能耗尽量减少，降低发动机的摩擦和提升热管理是关键，而发动机的热效率与油耗表现首先是由发动机喷油系统决定的。
红旗H9所采用的这款CA4GC20TD的2.0L涡轮增压直喷发动机，其喷油系统采用的是博世最新一代350bar快速响应喷油技术，350bar超高压直喷系统，可以实现最优的燃油雾化效果，使燃烧更充分。
缸内直喷顾名思义，就是在气缸内设置喷油嘴，将燃油直接喷到气缸内进行燃烧，这样可以对燃油的压力和喷油量控制得更精确，喷出来的油雾更加均匀、稀薄，燃烧效率更高，从而有效降低油耗。
这套博世最新的350bar高压直喷系统，集成最新一代小脉宽控制模块，实现各缸全工况精确喷射及多次喷射，确保发动机高效清洁燃烧，显著降低冷启动、低转速大负荷工况下的PN排放。
相较于目前广泛采用的200bar直喷系统，红旗H9采用的这套博世350bar高压直喷系统，更强的喷油压力可以提供更好的燃油雾化效果，燃油在气缸内会被打得越碎燃烧效率更高，同时也可以满足未来更严格的排放要求，尤其是可以更好的面对颗粒物数量限制这一要求。
02
超低摩擦节能技术
提高发动机热效率，除了在燃烧系统上下功夫之外，降低发动机自身的能量损失也是非常重要。发动机在工作过程中，燃油燃烧所产生的热能在转化为机械能过程中，除了热量损失之外，零部件的摩擦，活塞和缸壁的摩擦同样是影响整机效率的关键。
红旗H9搭载的CA4GC20TD的2.0L涡轮增压直喷发动机采用低弹力环、低刚度气门弹簧、类金刚石碳膜涂层超低摩擦技术，在实现了高燃烧效率的同时也实现了更低的机械损耗。
由于采用了低弹力活塞环-小接触面积摩擦副运动系、低刚度气门弹簧-滚轮摇臂配气系、类金刚石碳膜涂层、二阶可变机油泵等种种创新工艺与前瞻设计，全方位地降低了整机机械摩擦损失。H9上所采用的这台CA4GC20TD引擎可以实现发动机摩擦减小27%，完全达到国际先进水平。
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全MAP智能热管理技术
除了喷油系统，发动机热管理系统同样对提升发动机的热效率至关重要。
所谓的发动机热管理就是发动机在工作循环时保持在最JIA温度，确保发动机保持优良运行状况，燃烧更充分，效率也更高。智能热管理，说白了就是依据发动机工况的不同，来调整冷却通路的流向和流量，从而让发动机尽可能的工作在最JIA温度区间。比如说，当车辆刚启动时，为了让发动机快速升温，快速暖机，这个时候就需要冷却液减缓流动性，或者，当发动机在中低转速，中低负荷工作时，冷却液能够稳定在较高温度，从而降低机油粘度，减少摩擦功损失，而在发动机高负荷运转时，控制冷却液处于较低的温度区间，以提供更好的散热性能，防止发动机高温区域过热，并能够降低爆震倾向。
为了使发动机的冷却控制达到智能化、可变化的控制，CA4GC20TD发动机的智能热管理模块采用水滴型可变截面球阀结构，对多个水流通道进行全MAP智能控制，较传统节温器响应速度提高50倍，实现了基于目标水温的精确闭环控制。
全MAP智能闭环精准控制水路，可以针对不同环境温度和发动机负荷，实现控制模式智能动态切换，确保发动机工作于最优水温，减少热能损失，降低整机油耗。形象一点的形容就是相当于给发动机装一台变频“空调”，让发动机在不同工况下智能控制发动机温度，让其始终保持在一个最GAO效的温度区间。
04
高压缩比米勒循环技术
除了以上几种提升整机热效率值的设计之外，红旗H9上的这台CA4GC20TD发动机还通过11.5的超高压缩比来实现超高做功效率，与此同时米勒循环技术的加入，也是提升整机热效率值的关键。
可能有些朋友不太了解米勒循环的定义，其简单地说就是在发动机吸气冲程结束时，通过推迟气门的关闭，将气缸中吸入的混合气又"吐"出去一部分，之后再关闭气门，开始压缩冲程。米勒循环通过控制一个气门开闭的时机创造出膨胀比大于压缩比的效果，其最大的作用就是可以实现车辆在低工况、低负荷情况下更佳的燃油经济性。
米勒循环虽然已经是目前广泛普及的技术，但是一汽的研发团队通过双可变配气正时结合米勒循环进气门型线，以及进气道及进气管路的精细设计，使泵气损失减少了32%，最大限度将热能转化为机械能，达到提高发动机燃油效率，降低燃油消耗的目的。
写在尾声：
除了以上介绍的这些颇具代表性的先进技术外，CA4GC20TD发动机还具有两阶可变排量智能控制机油泵、智能可变气门正时技术、集成式双平衡轴等先进设计，以及经过上千小时的台架测试与几十万公里的路试考验，最终铸就了CA4GC20TD发动机以“十大领先核心技术”为支撑，集超高热效率、强劲动力与卓越燃油经济性为特征的领先产品力，成为国内领先、国际YI流的"智慧中国芯“。
作为汽车三大核心部件之一，发动机在汽车研发中具有特别的意义，红旗品牌始终坚持自主研发，掌握核心技术，支撑红旗发动机产品竞争力。正如上文介绍的这台拥有39%热效率值，动力性与燃油经济性等核心指标比肩国际YI流品牌的CA4GC20TD发动机，有力的印证着一汽研发人员把关键核心技术掌握在自己手里，践行着把民族汽车品牌搞上去的崇高理想而不断奋进。