面對汽、柴油機界的新一輪技術變革，作為全球領先的車輛和工業設備部件制造商和服務商，輝門集團動力總成致力于在所有內燃機產品上具有突破和創新，樹立新的行業標桿。

氣候變化和能源問題使改善車輛燃油經濟性成為當務之急。二氧化碳（CO2）排放對全球變暖的影響正日益引起各國政府的重視，為此，整個汽車工程技術界包括發動機制造商、零部件供應商和各研究機構都在努力提高內燃機熱效率，竭力尋找和嘗試滿足未來汽車排放要求的方法和技術，在不影響汽車駕駛樂趣的前提下，不斷地提升車輛優異的動力性能和低能耗的環保要求。美國加利福尼亞州從2015年起，分階段實施更嚴格的新污染物排放法規，中國和印度也正在制定各自的排放法規。全球主要汽車市場的允許排放量范圍將會繼續收緊，以應對各種燃油耗法規和溫室氣體排放法規要求。

應對中國汽車市場將在最近幾年內即將實施的國6排放標準和將在2020年實現與全球統一汽車技術法規（GTR）接軌的目標，更大幅度地降低機動車排放物，輝門集團動力總成致力于在所有內燃機產品上具有突破和創新，樹立行業新的標桿。如同臨風站在泰山之巔的豪邁與氣魄，多年來，輝門集團動力總成始終占據著國際內燃機界的制高點，奔跑在技術革新道路的前沿，用更優質的產品和技術不斷踐行著行業領導者的價值觀。

為了進一步提高內燃機燃油效率，降低內燃機機械摩擦損失，輝門集團動力總成開發出創新性的高效電暈點火系統、創新型復合涂層缸套、高分子涂層軸瓦、軸密封橡膠油封和低摩擦活塞環組，匹配全新輕量化油道冷卻活塞的組合，有效提升發動機功率，抑制發動機爆燃的發生，并提高發動機使用壽命。

輝門公司全系列產品

高效電暈點火系統

面對未來汽油機以稀薄燃燒為主、缸內平均有效壓力較高的苛刻工作環境，進一步降低燃油耗，輝門集團動力總成開發出一種高效電暈放電點火系統，在高平均有效壓力情況下能夠可靠地點燃過量空氣系數大和廢氣再循環（EGR）率高的混合氣。這種電暈放電點火系統能夠不斷提高點火效果，提高發動機工作效率。

系統部件與工作原理

高效電暈點火系統的解決方案包括2個主要部件。第一個部件是兩片式點火器組件，它安裝在氣缸蓋內，與傳統的火花塞和點火線圈極為相像。點火器組件頂部有1個電感器，底部則有1個點火尖端。第二個系統部件為控制器，它能計算來自發動機控制單元（ECU）的觸發信號，并在1 MHz的共振頻率下將12 V直流電源電壓轉換成所需的交流電壓，利用高頻轉換電壓激勵點火單元。

在此頻率下，點火器將在點火端的尖部發出1個高達72 kV的強電場。此電場以4個點火器電極的尖端為起點，向燃燒室的大部分空間擴展。在電場內激勵電極附近的空燃混合氣，與普通火花點火電弧擊穿所用的70 μs放電相比，此過程只需幾納秒便可完成。當電子密度達到一定程度時，多條電離氣體束將會延伸到整個燃燒室中并點燃混合氣。這樣便加快了燃燒速率，使燃燒快速且穩定。

由于在電暈放電過程中電流低、熱量排放少，因此不會出現電蝕現象。并且磨損程度也因而有別于傳統的火花塞。現階段，根據其工作原理能提供較長的使用壽命，以及更長的維修間隔。經過進一步開發，高效電暈放電系統有望成為發動機免維護使用部件。

表1為傳統火花塞和高效電暈放電系統在不同用時情況下的能耗比較，結果以化學計量比混合氣運行條件來衡量。測試表明，高效電暈放電系統在λ=1的情況下，用時介于100～300 μs之間。相比之下，傳統的火花塞點火則需要2 000～3 000 μs。產生這種顯著差異的原因在于物理特性和電暈放電原理。在能耗方面，2種解決方案不相上下。在稀薄分層混合氣的情況下，2種系統的用時都較長。

發動機集成與燃油效益

高效電暈放電系統集成在發動機中后，可以采用更極端的措施來提高熱效率。對于特定的點火過程，火花塞點火可能需要3 000 μs，但高效電暈放電系統則僅需100～300 μs。這種階躍性變化可以更靈活地控制點火正時。快速點火與燃燒也使燃料能夠更高效地轉化為機械能。

高效電暈放電在整個燃燒室內進行，所以燃燒速率非常快，在5～8 °CA內即可達到50 %燃燒率，而傳統火花塞系統則無法實現。此外，高效電暈放電系統可以進一步擴大稀薄燃燒的運行極限。

此外，在空燃比約為2的稀薄燃燒狀態下，高效電暈放電系統也可以穩定的運行。經過測試，傳統火花系統最多只能在20%的EGR率水平下工作，而高效電暈放電系統允許的EGR率水平超過了35 %，這有助于控制直噴式汽油發動機中對NOx的排放水平控制。

與先前的電暈系統相比，高效電暈放電所能承受的壓縮比更高，并能夠通過調整點火正時來幫助抑制高缸內壓力爆燃現象的發生。

在油耗方面，應用高效電暈放電系統能將燃油效率提高5%～10%。應用于1.6 L渦輪增壓汽油直噴發動機的燃油耗最多能降低10%。從長期發展來看，高效電暈放電系統將助于更全面地改善汽油發動機工作效率，使燃油效率提升約30 %。

創新型復合涂層缸套

輝門集團動力總成的新型氣缸套采用混合材料技術，與傳統缸套相比，能夠更有效地將氣缸套與鋁制缸體鑄件融為一體。缸膛采用鑄鐵材質，為低摩擦活塞環組提供了理想的跑合面，外表面為涂有鋁合金材質的復合涂層，具有高效的熱結合和機械結合性能。

復合涂層缸套的優勢

傳統鋁制缸體配套缸套，能夠承受的燃燒壓力被限制在10 MPa左右，而采用創新型復合涂層缸套，缸體承受的燃燒壓力可以達到20 MPa。提高氣缸體和缸套的整體強度和硬度能夠顯著降低發動機重量，而且不會影響發動機的性能和耐久性。減少氣缸內徑的變形還能降低發動機油耗，復合涂層缸套可以將發動機缸徑變形量降低2/3。最大二階缸徑變形僅為傳統嵌入式氣缸套的 11%，油耗降低可達 40%。

創新型復合涂層缸套的另一大優勢在于，與常規缸套設計相比，熱傳導率提高了30%，因此氣缸內壁溫度可降低 40%。配有復合涂層缸套的高壓壓鑄缸體各氣缸間的最小允許壁厚為3 mm，可大大縮短發動機整體長度。復合涂層缸套結構穩定性更高，在加工的過程中，防裂性更好，因此很容易在內壁上設置用于冷卻的小孔徑冷卻液孔道。

制造工藝

確保復合涂層缸套性能的關鍵在于輝門開發的制造工藝，所制造缸套的外表面形態有利于與鋁制缸體實現機械互鎖。氣缸套涂層采用熔點低于發動機鋁缸體的AlSi12合金材料，有助于在兩種材料表面實現更緊密的貼合。

為了達到批量生產的成本要求和穩定性要求，采用了先進的電弧噴涂技術進行涂層的噴涂，可以確保缸套的整個圓柱面上都能形成均勻度、厚度及結合強度一致的涂層。與此同時，還可以控制噴涂表面的粗糙度，在表面形成部分凹陷和微小氣孔，使涂層和缸體鑄造材料之間形成1層極強的金屬間過渡膜。

目前，輝門集團動力總成的復合涂層缸套技術已獲得專利，并已投入批量生產，用于多種柴油機市場用途。

創新型復合涂層缸套

高分子涂層軸瓦

輝門集團動力總成自2010年推出IROX高分子涂層軸瓦產品以來，憑借創新的軸瓦技術穩居行業領先地位。該產品覆有創新型高分子涂層，可以減少燃油耗和CO2排放，適用于當今高效增壓直噴發動機，能夠承受更高的機械載荷，并有效解決具有自動起停功能發動機因頻繁起動導致的磨損難題。在發動機運轉過程中，軸瓦承受的摩擦負荷極高，IROX涂層可以顯著延長軸瓦的使用壽命，為發動機小型化、超高負荷的發展道路提供了可靠保障。

高性能油封&低摩擦活塞環阻

MicroTorqTM高性能低摩擦油封是輝門集團動力總成推出的1款創新型軸密封橡膠油封，它能有效減小摩擦損失，有助于提高發動機燃油效率。與傳統的油封設計相比，MicroTorqTM 油封可降低摩擦損失高達80%，且發動機CO2排放每公里可減少1.5 g。這一全新設計理念得益于雙鉸鏈柔性結構，可與旋轉軸保持均勻接觸，同時不會產生較高的負載，在發動機所有運行工況下能夠滿足良好的密封要求，并對發動機的壽命和可靠性也不會產生任何影響。

配合MicroTorqTM高性能低摩擦油封產品的推出，輝門集團動力總成完成了DuroGlide低摩擦活塞環組技術的重大突破，借助于采用創新性的仿金剛石碳結構表面涂層，重新定義了下一代發動機的活塞環技術標準，大大提高了活塞環的耐磨性，將活塞環的使用里程提高至數百萬公里，為最終實現活塞環組件的免維護化鋪平了道路。DuroGlide低摩擦活塞環組適用于各種內燃機，憑借其顯著的低摩擦性能，摩擦損耗平均能降低20%，同時使CO2排放減少1.5%左右。

輝門集團動力總成的軸瓦壁厚輪廓檢測工藝（HPP）技術，是輝門集團的一項創新生產工藝，可優化軸承的表面輪廓精確度至微米級別，進而改善發動機軸承的整體性能。HPP技術可優化軸瓦能力，保持軸瓦和曲軸之間的最小油膜厚度，從而讓整車制造商（OEM）可以針對每款發動機的特性輕松定制專屬解決方案。

DuroGlide 低摩擦油封

輕量化油道冷卻活塞

輝門集團動力總成所推出的新型Elastothermic活塞是為新一代高功率、大扭矩、低燃油耗的小型汽油機所設計的。OEM可以通過該產品進一步提高發動機功率密度和壓縮比，而不影響發動機的優化和耐久性。該種新型活塞產品在Elastoval汽油機活塞的基礎上研發升級，保持了原活塞低質量、低摩擦的特性，在靠近活塞頭部上端增加了內冷油道設計。這一全新設計既能夠在缸內溫度和爆發壓力更高的發動機環境中降低活塞頭部的溫度，又能減少發生爆燃的風險，并且可保持較高的結構強度。

隨著發動機小型化趨勢的發展，OEM正越來越多地利用高水平渦輪增壓技術來改善CO2排放狀況，從而提高燃油經濟性和發動機性能。輝門輕量化油道冷卻汽油機活塞可實現小型發動機在較高功率等級和壓縮比條件下的運行，同時保證較低的噪聲-振動-平順性（NVH）性能和出色的耐久性。

該活塞產品縮短了活塞銷座間距和前后端面之間的距離，這樣便可在應用中形成一定角度甚至多個角度，活塞前后端壁厚降至2.5 mm。在大多數情況下，均采用凸臺結構，但也可在活塞銷方向上選用去重凹槽。

經試驗測試表明，Elastothermic油道冷卻活塞可降低活塞頭部溫度25～30 K。活塞頭部和第一環岸溫度的降低更有利于發動機的設計調校，從而提升發動機功率、扭矩和燃油經濟性，同時最大程度地避免因提前點火而引發的爆燃，降低第一環槽出現磨損和變形的幾率。

此外，Elastothermic油道冷卻活塞可將第一環槽的溫度降低60℃左右，減少了積碳和卡環現象的發生，有助于保持發動機較低的機油耗水平并提高密封性。工作溫度的降低又提升了抗拉缸性能，可以在活塞環和環槽的公差設計方面實現成本效益更高的解決方案。

油道冷卻活塞的剖面圖

Elastothermic油道冷卻活塞

結語

近幾年，輝門集團動力總成進一步加大了對中國的投資，業務量保持一定的增速。隨著新的上海軸瓦工廠的建成，活塞工廠也完成了擴建。未來，輝門動力總成的系統保護業務將在中國投資新的廠區。同時，輝門在安慶的氣門座圈和導管新工廠即將開業。

輝門動力總成中國和韓國區總經理、副總裁成音說：“輝門動力總成致力于在所有的產品上都有環保新突破，從而符合國家和廣大用戶的節能環保要求。無論是在環保或是燃油經濟性方面，輝門都處于行業中的領先位置。”