图35 活塞质量与单缸扭矩的关系

活塞在高转速下，很难在机油消耗（烧机油）和低摩擦性能之间进行平衡（摩擦小必然密封不足，机油窜入燃烧室被消耗）。为实现这一平衡，采用了降低机油剪切应力的窄接触宽度活塞环、改善孔变形密封性能的薄侧轨油环、采用DLC（类似金刚石）涂层技术来降低摩擦系数等新技术。

该发动机也采用了一种高强度的连杆材料，与原型相比，强度提高了30%。此外，为了实现连杆轴承的可靠性和减轻重量，进行CAE结构优化，例如将大端上部（图36黄色区域）减薄，使轴承的表面压力分散，避免了局部的应力集中，最终重量减少了20%以上。

图36 优化连杆

曲轴的设计对高转速下的可靠性至关重要。为了设计更小的曲柄销直径，对曲轴臂刚度进行优化，降低了轴颈的惯性质量，也降低了对缸体的冲击载荷。对每个轴颈采用了全配重结构，提高了平衡比，也降低了冲击载荷。最终，该长冲程设计的曲轴连杆，在最高转速下的刚性和原型一致。

8.1 概述

为了提高热效率，降低冷却损失是非常重要的环节。此外，对于性能而言，在WOT工况下还必须降低爆震。该发动机不但实现了冷却回路的优化，而且根据发动机工况实现了电子水泵控制系统。此外，为了提高冷态发动机的燃油经济性，设计了一套热管理系统来改善预热过程。本节重点介绍冷却系统和热管理系统。

8.2 减轻爆震和损失

对发动机水套进行重新设计（冷却水流场），以实现发动机冷却性能和水泵功率尺寸之间的最佳平衡（图37）。该系统降低了水流的压力损失，相比于原型发动机，水泵的尺寸也可以更小，另外该流动回路有保证了气缸盖与足够冷却性能。

图37 水套结构（流场分布）

图38 水套垫片

水套垫片（Water Jacket Spacer, WJS）仅放置在气缸体水套的排气侧，以优化气缸温度分布（图38）。WJS通过强化气缸排气侧的上部的冷却，以防止敲缸（排气侧温度较高）。该系统即使在发动机转速较低的情况下也能通过大流量获得较好的冷却性能，并通过减小爆震来提高发动机扭矩。此外，加热辅助节温器改变不同工况下的阀开闭温度，在高转速下通过降低水温，减少爆震，提高性能（图39）。