“我国功率”向上走，38.3% 够不够？

liukang20242周前 (05-08)吃瓜知乎1181

出品 | 虎嗅轿车组

作者 | 胡洋

题图 | WardsAuto

之前的《汽油车尽力起来，真没电动爹什么事儿》中，咱们讲过马自达如何用淡薄压燃“黑科技”，将汽油机热功率做到 43%。秉着胳膊肘不能光往外拐的准则，在这条老牌列强也犯难的路上，一贯被视为民族工业短板的我国发动机，其实也是有出息的。

我国力量参加到国际发动机热功率比赛，之前现已有一汽（1.5T，39.06%）和长安“蓝鲸”（1.4T，40%）两例，现在又多了第三个竞争者。长城刚刚推出的全新 2.0T 发动机 4N20，最高热功率做到了 38.3%，会在下半年进入量产。

38.3% 是个什么概念呢？眼下量产发动机的热功率巅峰，是马自达 Skyactiv-X（43%）和丰田 Dynamic Force（A25A）的 41%。但这些都是天然吸气发动机（Skyactiv-X 有一个小型增压器但实践效果并非增压）。假设把规模限制到“带 T” 的涡轮增压引擎，最具代表性的是群众集团新一代 EA211 Evo 1.5TSI 发动机的 37.5%，日产可变紧缩比 VC-Turbo 2.0T 的 39%。

（当然，这些是仅从最高热功率这个单一视点来看。）

长城或许是自主品牌中，关于汽油发动机最有野心的一家。假设你还有形象，早在 2014 年长城就开端造 3.0T 六缸机了，只不过其时因不满足排放法规而仅用于出口（最近音讯是新的 3.0T 要装在 WEY 上卖国内）。但毕竟内燃机不是我国工业强项，长城初期自研制动机的油耗口碑并不占优，所以现在主攻热功率方向也是天然的。

4N20 首先是一台干流定位的 2.0T 四缸发动机，需求动力输出与能耗排放偏重。现在它具有凹凸两个功率版别：低功版 204 马力/320 牛·米，高功版 245 马力/385 牛·米，峰值扭矩别离可在 1500rpm 和 1750rpm 转速下完成，总之都契合当时干流 2.0T 发动机的功能体现。

所以要点就剩余如安在不献身动力的前提下，去完成一个比较高的热功率。

高紧缩比

看过过往文章的话，你应该知道高紧缩比是进步功率的重要途径；但涡轮增压发动机因为进气经紧缩后温度较高，会比天然吸气发动机面对更大的爆震危险，所以涡轮发动机得紧缩比遍及较小。也是因为爆震现象，紧缩比不能无限制提高。即使是天然吸气发动机，Skyactiv-X 的 14:1、丰田 A25A 的 13:1 都让人惊叹，而涡轮机通常在 10:1 左右，乃至有些高功能取向的发动机紧缩比只要 8~9。

长城 4N20 的紧缩比达到了 12:1。当然群众的 EA211 Evo 也具有 12.5:1 的紧缩比，但仅限升功率 64kW/L 的低功版别，73kW/L 的高功版紧缩比又回到了 10.5:1，其 37.5% 的热功率也是低功率版的数据。4N20 的凹凸功率版升功率别离是 75kW/L 和 90kW/L，而物理紧缩比都做到了 12:1。

未退让的升功率加上大紧缩比，按捺爆震就成了一个重要问题。4N20 的处理途径是更低的进气温度+屡次喷油。先是中冷器，运用更常见于高功能取向发动机的水冷式中冷器，冷却功率和温控精度要优于惯例的风冷水冷器。再是电子水泵与电子节温器，准确操控中冷器冷却效果和进气温度。

（缸顶中置喷油嘴+火花塞）

然后是改为顶置的 350bar 高压喷油嘴。方位从以往的缸壁移动到顶部中心，燃油被直接喷发到活塞外表，合作活塞洼陷形状取得更好的油气混合效果；一起喷油嘴与火花塞方位更近，也利于混合气快速点着。350bar 喷油嘴是现在新一代发动机的盛行技能，高压使得燃油雾化效果更好微粒更小，既有助于快速焚烧也削减了颗粒物排放；在爆震概率较高的工况下，高压喷油能够完成快速屡次喷发，拖延喷入的部分燃油来不及爆震便进入焚烧，也就削减了爆震或许。

米勒循环

另一个被验证的高效“暗码”，是阿特金森/米勒循环。惯例的四冲程发动机作业形式叫奥拓循环，四个冲程“规规矩矩”，紧缩冲程的紧缩比与胀大冲程的胀大比是共同的。而米勒循环利用了可变气门正时技能（VVT），让进气门更晚一点封闭：活塞现已从最低点上行了一小段间隔，进气门才封闭。所以实践紧缩比也就小于物理紧缩比，但胀大冲程没有改变，以此完成紧缩比小于胀大比的米勒循环，做功的功率更高。

米勒循环尽管能效更高，但价值是动力输出较低。所以 ECU 会操控在低负荷时才进入米勒循环，中高负荷时则回到惯例的奥拓循环作业。即米勒循环的首要效果，是下降发动机低负荷作业时的耗油量。依据长城给出的数据，在 2000 转/分低负荷时，4N20 发动机凭借米勒循环下降了 15% 油耗（仅指该工况下的油耗削减，非归纳油耗降幅）。

作为一款全新研制、明显要应对未来一段时刻的汽油机，4N20 将现在市面上能用到的大都先进技能打包：缸体由以往的铸铁改为铝合金，凸轮轴规划为中空结构，将整机分量削减 10%（比照上代）；盛行的缸盖集成排气歧管上身，减重一起削减冬天暖机时刻（价值是不利于高负荷下散热）；进排气端都装备了可变气门正时（VVT），高功版还具有两级可变气门升程（VVL，原理相似本田 VTEC）；涡轮选用双流道壳体（双涡管），削减排气干与以减小涡轮迟滞，长城的数据是全油门呼应时刻削减了 9%。

（双流道涡轮壳体）

持续追逐

38.3% 是 4N20 的最高热功率，但发动机高效技能开展到今日，只看最高热功率，现已越来越不足以反映一款发动机的归纳能效体现。因为曾经咱们热功率都拿不出手，摆出一个 38% 足以阐明问题；但现在咱们都做到了 38%、39%、40%，所以咱们还需求看更多。

最直观的是发动机 BSFC 油耗耗费率图，或许叫万有特性图。

（上：新机 4N20，下：上代 4C20）

比照 4N20 与长城上代发动机 4C20 的万有特性图，能够发现新发动机不只最小油耗率更小（220g/kWh，上图红点处，图不清楚），而且＜250g/kWh 对应的较高功率区域更大了（黑色虚线与赤色虚线区域），在中负荷工况能够一向掩盖到 5500 转/分。这儿的 220g/kWh、250g/kWh，别离对应着热功率大约 38% 和 34%。最高热功率阐明的是一款发动机的功率极限值，而在日常驾驭中不或许一直只在最高功率点作业，所以更广大的相对高效区间，关于真实有用下降日常归纳油耗更有协助。

而在比照群众 EA211 Evo 时，尽管长城在最高热功率方面以 38.3% 胜过群众的 37.5%，但假设看 BSFC 图，群众 EA211 Evo 的＜240g/kWh 区域（对应热功率＞35%，下图赤色斜线规模）仍是要比长城 4N20 更广大一些的。EA211 Evo 在中高转速、高负荷工况下，也是以比较高的热功率在作业，这意味着它能够在更急进的驾驭中坚持相对低的能耗。

（群众 EA211 Evo）

（长城 4N20）

需求留意的是，因为各厂商各自核算时参阅的汽油热值有时会不同，由 BSFC 值算出的热功率数字会有细小收支。比方长城最小 BSFC 为 220g/kWh，对应着热功率 38.3%，而群众给出的 222g/kWh 却对应着热功率 37.5%。所以关于终究核算出的热功率数字，差个 1%、2% 并不是什么要紧事，没必要在很小的数字差上面非要比个输赢。

眼下热功率能做到挨近 40% 的，能够说个个都不是等闲之辈，不必盯着那一两个百分点不放。

即使高效区间不比群众这样顶尖巨子推出的拳头产品广大，长城 4N20 能做到最高热功率高于对手，而且动力输出强于对手，也现已是国产汽油发动机的骄傲之作。更不要说，这一切是建立在我国轿车基础工业更单薄、发动机技能长时刻短板的基础上，还能够契合苛刻的国六 B+RDE（路途实践测验）排放规范。

以 SUV 发家的长城集团不比其他自主车企，哈弗和 WEY 旗下都有注重越野功能的 SUV 产品，汽油发动机对长城的重要性，要大于其他纷繁转向纯电的自主车企。所以关于长城而言，汽油机产品线的连续时刻或许会更长一些，这决议了长城持续在汽油机技能上投入资源。

（4N20 预留有 48V 电机空间）

在我问及 4N20 系列的下一步开展时，长城动力研究院总工程师高定伟表明，4N20 并没有后续推出小排量版别的方案，本来规划过三缸版别但终究砍掉了该项目，4N20 不只有横置版别还可用于纵置引擎车型。别的，4N20 在发动电机方位预留了空间，能够适配 48V BSG 电机，即现在的 4N20 现已是一台 “48V ready” 的发动机。

这意味着 4N20 这台长城全新研制的发动机，会成为 WEY、哈弗高端车型的动力装备（尤其是纵置渠道的硬派越野 SUV），而不会出现在一些较低定位的城市 SUV 上。再合作未来的 48V 轻混体系，以及长城的混合动力体系，这台全新的 2.0T 会在未来一段时刻，成为长城集团的高端车型动力支柱。

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