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

最近英菲尼迪發(fā)布的2.0T可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)搶了一時(shí)的新聞風(fēng)頭，但說到可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)這貨，其實(shí)在1952年英國(guó)內(nèi)燃機(jī)研究協(xié)會(huì)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(dòng)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(shì)

而一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)都是在全負(fù)荷時(shí)最容易產(chǎn)生爆震，所以傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)要根據(jù)全負(fù)荷時(shí)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(dòng)機(jī)在各種各樣復(fù)雜的工況中完美運(yùn)行。

3、可變壓縮比的優(yōu)勢(shì)

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(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的壓縮比。

事實(shí)上，可變壓縮比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠接受多種的燃料，但辛烷值越高的燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)越好，因?yàn)樾镣橹翟礁?，爆震也越不容易觸發(fā)，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)就能以更加高的壓縮比運(yùn)行，從而獲得更高的熱效率、降低燃油消耗率。

因?yàn)橛辛丝勺儔嚎s比技術(shù)，使用增壓系統(tǒng)效率更高，無需擔(dān)心因?yàn)閴毫^高導(dǎo)致爆震等問題，這樣發(fā)動(dòng)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(gè)趨勢(shì)，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(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)壓縮比（實(shí)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(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力下降，所以，幾何可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)還是有實(shí)際需求的。

● 可變壓縮比實(shí)現(xiàn)的方案

1、SAAB SVC發(fā)動(dòng)機(jī)

但SVC發(fā)動(dòng)機(jī)有優(yōu)點(diǎn)同時(shí)也有缺點(diǎn)，那就是發(fā)動(dòng)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(huì)變得復(fù)雜，同時(shí)整套機(jī)構(gòu)的耐用性也需要去驗(yàn)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(rùn)冠軍，豐田也不會(huì)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(duì)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(dòng)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(qǐng)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(diǎn)類似。

對(duì)于豐田直列式的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，跟薩博想法類似，更加容易被理解，但發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的爆發(fā)力對(duì)偏心軸的控制會(huì)產(chǎn)生很大的影響，同時(shí)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(shí)現(xiàn)可變壓縮比的方法不僅僅只有動(dòng)缸體，有些廠商想到了在氣缸蓋上動(dòng)手腳。例如韓國(guó)現(xiàn)代汽車。現(xiàn)代汽車（下文的現(xiàn)代均指韓國(guó)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(gè)想法其實(shí)比較簡(jiǎn)單，可行性也較高。其實(shí)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(dòng)機(jī)上實(shí)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(duì)其進(jìn)行冷卻，而且對(duì)燃燒室布置改變的不合理會(huì)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(dòng)機(jī)

最近引起可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)話題的就是這個(gè)英菲尼迪VC-T（Variable Compression Turbocharged）發(fā)動(dòng)機(jī)，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)計(jì)會(huì)搭載在2016年巴黎車展亮相的全新一代QX50上。

其實(shí)英菲尼迪VC-T發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)是高度相似的，經(jīng)過十年時(shí)間，日產(chǎn)覺得這個(gè)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(gè)吃螃蟹的人。而同樣是島國(guó)車企的本田在2005年也發(fā)表了自己的可變壓縮比發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)

2005年，法國(guó)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(dòng)機(jī)，采用歧管噴射直列四缸串聯(lián)式雙渦輪的設(shè)計(jì)，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(cè)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(dòng)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(dòng)機(jī)的車輛，或許跟VCRi發(fā)動(dòng)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(gè)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(gè)偏心環(huán)，通過控制偏心環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)來改變活塞上止點(diǎn)的位置。

1、FEV可變壓縮比連桿

德國(guó)的FEV公司是是獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī)工程技術(shù)公司，全球汽車OEMs 提供先進(jìn)的測(cè)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(shí)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(dòng)偏心輪，曲軸就會(huì)帶動(dòng)活塞改變其上止點(diǎn)，但是這種方案發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)，實(shí)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(gè)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(duì)于整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的修改相對(duì)較少，所有系統(tǒng)都集成在連桿上，成本不會(huì)太高。

● 總結(jié)

可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率、提升燃油經(jīng)濟(jì)性、促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)小排量化，目前燃油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)到了一個(gè)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(shí)候了，英菲尼迪就是第一個(gè)吃螃蟹的人，我們拭目以待吧。