將比普通發(fā)動機(jī)更省油？深度解析英菲尼迪2.0T可變壓縮比發(fā)動機(jī)

最近英菲尼迪發(fā)布的2.0T可變壓縮比發(fā)動機(jī)搶了一時的新聞風(fēng)頭，但說到可變壓縮比發(fā)動機(jī)這貨，其實在1952年英國內(nèi)燃機(jī)研究協(xié)會就開始研究，后來一直都有廠商研究相關(guān)的技術(shù)，今天我們就來了解一下可變壓縮比發(fā)動機(jī)。

● 為什么要可變壓縮比？

1、什么是壓縮比

2、固定壓縮比的劣勢

而一般汽油發(fā)動機(jī)都是在全負(fù)荷時最容易產(chǎn)生爆震，所以傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)要根據(jù)全負(fù)荷時的條件狀態(tài)來決定最大的壓縮比，一般在10左右。但理論要求的是壓縮比越大越好，這注定固定壓縮比不能夠使發(fā)動機(jī)在各種各樣復(fù)雜的工況中完美運行。

3、可變壓縮比的優(yōu)勢

可變壓縮比（Variable Compression Ratio，VCR），跟字面上的意思一樣，也就是能夠改變發(fā)動機(jī)運行時的壓縮比。

事實上，可變壓縮比汽油發(fā)動機(jī)能夠接受多種的燃料，但辛烷值越高的燃料對發(fā)動機(jī)越好，因為辛烷值越高，爆震也越不容易觸發(fā)，這樣發(fā)動機(jī)就能以更加高的壓縮比運行，從而獲得更高的熱效率、降低燃油消耗率。

因為有了可變壓縮比技術(shù)，使用增壓系統(tǒng)效率更高，無需擔(dān)心因為壓力過高導(dǎo)致爆震等問題，這樣發(fā)動機(jī)就能夠使用小排量渦輪增壓來壓榨出更多的性能，達(dá)到大排量的性能（現(xiàn)在很多廠商都有這個趨勢，加入可變壓縮比技術(shù)熱效率更高更省油）。

另外，目前有很多廠家都通過進(jìn)氣門延遲關(guān)閉擠出部分混合氣來實現(xiàn)動態(tài)壓縮比（實際上十年前的本田就應(yīng)用了），然而這種方法只能單向改變壓縮比，并且氣體吸入量相當(dāng)于減少了，排量變小了，使得發(fā)動機(jī)輸出動力下降，所以，幾何可變壓縮比發(fā)動機(jī)還是有實際需求的。

● 可變壓縮比實現(xiàn)的方案

1、SAAB SVC發(fā)動機(jī)

但SVC發(fā)動機(jī)有優(yōu)點同時也有缺點，那就是發(fā)動機(jī)由于分成了上下兩部分，上部缸體也需要一套冷卻系統(tǒng)，這樣冷卻系統(tǒng)就會變得復(fù)雜，同時整套機(jī)構(gòu)的耐用性也需要去驗證，而在這些問題沒有解決前，薩博就倒閉了。

2、豐田

作為上一年度的銷量以及利潤冠軍，豐田也不會忽略可變壓縮比這么重要的技術(shù)手段，然而，豐田我們也知道，現(xiàn)在的豐田不再像80、90年代的豐田，對于先進(jìn)的技術(shù)豐田要謹(jǐn)慎很多，所以在可變壓縮比發(fā)動機(jī)這一塊豐田依舊是處于內(nèi)部研究的階段。不過從他們申請的專利中我們能夠看到豐田的可變壓縮比想法和薩博有點類似。

對于豐田直列式的可變壓縮比發(fā)動機(jī)，跟薩博想法類似，更加容易被理解，但發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的爆發(fā)力對偏心軸的控制會產(chǎn)生很大的影響，同時機(jī)構(gòu)也比較復(fù)雜，所以豐田也只是停留在研究階段。

3、現(xiàn)代

當(dāng)然，實現(xiàn)可變壓縮比的方法不僅僅只有動缸體，有些廠商想到了在氣缸蓋上動手腳。例如韓國現(xiàn)代汽車?，F(xiàn)代汽車（下文的現(xiàn)代均指韓國hyundai現(xiàn)代汽車）通過在氣缸蓋內(nèi)設(shè)置了副活塞，通過改變活塞的位置來改變?nèi)紵胰莘e，從而獲得可變壓縮比。

現(xiàn)代這個想法其實比較簡單，可行性也較高。其實這種在氣門蓋上使用副活塞或氣門改變?nèi)紵胰莘e進(jìn)而改變壓縮比的想法，福特以及瑞典的Lund技術(shù)學(xué)院很早之前就研究過了，并且在兩氣門發(fā)動機(jī)上實現(xiàn)了。但是這種方案容易產(chǎn)生密封問題，為了保證副活塞在高溫高壓工況下能夠要持久工作必須對其進(jìn)行冷卻，而且對燃燒室布置改變的不合理會導(dǎo)致放熱損失急劇增加，使得汽油機(jī)熱效率下降。

1、英菲尼迪VC-T發(fā)動機(jī)

最近引起可變壓縮比發(fā)動機(jī)話題的就是這個英菲尼迪VC-T（Variable Compression Turbocharged）發(fā)動機(jī)，這個發(fā)動機(jī)預(yù)計會搭載在2016年巴黎車展亮相的全新一代QX50上。

其實英菲尼迪VC-T發(fā)動機(jī)跟之前日產(chǎn)在2005年2月發(fā)布的VCR可變壓縮比發(fā)動機(jī)是高度相似的，經(jīng)過十年時間，日產(chǎn)覺得這個技術(shù)已經(jīng)優(yōu)化成熟，可以投入量產(chǎn)，于是就讓英菲尼迪做了第一個吃螃蟹的人。而同樣是島國車企的本田在2005年也發(fā)表了自己的可變壓縮比發(fā)動機(jī)，也是在曲柄連桿上加了可變機(jī)構(gòu)，但本田至今也沒有任何量產(chǎn)的風(fēng)聲。

2、MCE-5 VCRi發(fā)動機(jī)

2005年，法國公司MCE-5發(fā)布了一款搭載了VCRi可變壓縮比技術(shù)的發(fā)動機(jī)，采用歧管噴射直列四缸串聯(lián)式雙渦輪的設(shè)計，其排量為1.5L，最大功率160kW，最大扭矩420Nm，壓縮比可變范圍為7：1至20：1，綜合油耗6.7L/100km。

MCE-5公司背后最大的贊助合作商就是標(biāo)致公司，所以VCRi公司的測試車也是標(biāo)致車，2009年日內(nèi)瓦車展上標(biāo)致就展示出了搭載VCRi發(fā)動機(jī)的407車型，但至于說為什么但現(xiàn)在標(biāo)致公司依舊沒有量產(chǎn)搭載VCRi發(fā)動機(jī)的車輛，或許跟VCRi發(fā)動機(jī)成本以及機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性有關(guān)系。

3、Gomecsys

荷蘭的Gomecsys公司也是熱心于可變壓縮比的公司之一，他們提出了一個在曲軸上就能改變可變壓縮比的方式，那就是在連桿大頭里面加一個偏心環(huán)，通過控制偏心環(huán)的轉(zhuǎn)動來改變活塞上止點的位置。

1、FEV可變壓縮比連桿

德國的FEV公司是是獨立的發(fā)動機(jī)工程技術(shù)公司，全球汽車OEMs 提供先進(jìn)的測試設(shè)備和配件產(chǎn)品，以及全面的技術(shù)咨詢服務(wù)，F(xiàn)EV同時也是是世界三大權(quán)威內(nèi)燃機(jī)研發(fā)機(jī)構(gòu)之一。

FEV一直都有研究可變壓縮比技術(shù)，在之前它們已經(jīng)公布了一種將曲軸支承在偏心軸輪上，通過轉(zhuǎn)動偏心輪，曲軸就會帶動活塞改變其上止點，但是這種方案發(fā)動機(jī)的輸出軸會出現(xiàn)移動，實際使用不方便，所以FEV公司還是放棄了。而他們最新的想法就是在活塞銷上加一個偏心環(huán)，通過改變偏心環(huán)的位置來改變活塞的高度。

FEV表示，活塞高度變化需要0.6秒，能夠減少燃油消耗5-7%，這種解決方案對于整個發(fā)動機(jī)的修改相對較少，所有系統(tǒng)都集成在連桿上，成本不會太高。

● 總結(jié)

可變壓縮比發(fā)動機(jī)能夠提升發(fā)動機(jī)的熱效率、提升燃油經(jīng)濟(jì)性、促進(jìn)發(fā)動機(jī)小排量化，目前燃油發(fā)動機(jī)已經(jīng)到了一個瓶頸，需要多的新技術(shù)才能夠突破，而可變壓縮比已經(jīng)研究數(shù)十年，也到了試水的時候了，英菲尼迪就是第一個吃螃蟹的人，我們拭目以待吧。