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可變壓縮比發動機首次量產

2016-8-22 8:37:42
來源:蓋世汽車網

最近兩年的混動車、插電混動車、電動車，仿佛在以數碼產品的迭代速度攪動汽車市場。在電動機的幫助下，一輛 2 噸的汽車能夠輕松跑進 3 秒。

反觀燃油車，排量已經小得不能再小，三缸機都見怪不怪了。很多人感嘆，內燃機末日序曲已經唱響。然而，新能源車其實只有不到 1%的全球市場份額，還有 99%的汽車在燒著油跑。

在節能減排的主旋律下，大排量的路是越走越窄，工程師們只能繼續壓榨小排量發動機的潛力。面對有限的排量，如何實現更高的馬力輸出？這次是英菲尼迪給出了答案。

第一款量產的可變壓縮比發動機

再過幾個月，全新英菲尼迪 QX50 就要上市了。相對于這款車本身來說，我們更關注的是它的發動機。先來擺數據，這臺 2.0T 發動機最大功率為 268 馬力，最大扭矩 390Nm。

這臺發動機的量產，是一件具有里程碑意義的事情，因為它是真正意義上的使用了可變壓縮比技術的發動機。和同級別發動機相比，它的燃油經濟性提高了 27%（搭配 CVT 變速箱）。

為什么要使用可變壓縮比？這還得從渦輪增壓發動機的原理說起…

當你使用渦輪強行向氣缸內吹進過量空氣時，此時燃料和空氣混合比較低，點火時就容易發生爆燃。所以渦輪增壓發動機為了防止爆燃的出現，基本都使用了較低的壓縮比。然而當你開著帶渦輪的車在市區蠕動時，由于發動機轉速較低，尾氣較少，此時渦輪不太起作用。此時的發動機相當于一個低壓縮比發動機，較低的壓縮比就意味著較低的熱效率。

又要用渦輪，又要保證低速下的熱效率，于是可變壓縮比發動機就誕生了。英菲尼迪的這臺 VC-T（全稱 Variable Compression Turbocharged）發動機，壓縮比可變范圍在 8.0-14.0 之間。

本質上，它還是一臺活塞往復式發動機，但增加了一套用于改變壓縮比的傳動機構。和傳統發動機一樣，連桿的一頭是活塞。但是英菲尼迪在連桿的另一頭增加了Multi-link（多連桿），Multi-link的另一端是用于改變壓縮比的核心機構。

當需要較小壓縮比時，圖中的Harmonic Drive會逆時針旋轉一定角度，經過兩個傳動臂的力量傳遞，Multi-link也會逆時針旋轉一定角度。這樣做的后果，說簡單點，就是降低了活塞運動到最低點時的高度（下止點），進而降低了壓縮比。如果需要提高壓縮比，圖中的Harmonic Drive就會順時針旋轉一定角度。

除了增加這一套用于改變壓縮比的結構外，英菲尼迪這臺 VC-T 發動機還有其他最新的發動機技術。比如，在進氣門側使用了電子可變氣門正時技術，這樣就兼具了奧托循環和阿特金森循環。另外，它還有電控泄壓閥、雙噴射（缸內直噴歧管噴射）、可變排量機油泵，以及集成了排氣歧管的缸蓋等等。

不過根據英菲尼迪的說法，這套可變壓縮比裝置最好用在四缸發動機上。對于 V6 和 V8 發動機來說，實用意義并不大。

量產就是最大的成功

從數據黨的角度出發，這臺 VC-T 發動機并不算強。

現在量產的 2.0T 發動機，最大功率超過 268 馬力的不在少數，比如本田 Civic Type-R 搭載的 2.0T 為 310 馬力、沃爾沃 XC90 T6 搭載的 2.0T 為 320 馬力、奔馳 CLA45 AMG 和 GLA45 AMG 搭載的 2.0T 為 361 馬力。

其實，單純比拼數據是沒有意義的，這臺 VC-T 發動機追求的是油耗和動力的平衡。

從時間上來看，這臺 VC-T 發動機也不算早。

上世紀 80 年代末，薩博就開始研發可變壓縮比技術，并且薩博稱之為Saab Variable Compression技術，簡稱SVC。在 1990 年，薩博取得相關技術專利，號稱可以減少 30%的燃油消耗。

事實上，直到薩博倒閉，薩博也沒把這項技術量產出來。原因是這套可變壓縮比結構過于復雜，其用到的橡膠密封件的耐久性很難保證。

2009 年，標致雪鐵龍也發布了一款可變壓縮比發動機，名為VCRi技術，后來我們也沒能看到它量產。

回到我們前面討論的英菲尼迪的 VC-T 技術，這項技術由日產（英菲尼迪的母公司）在 2005 年發布。從發布到最近的亮相，歷經了 11 年的時間。（可能是由于這項技術成本較高，所以日產選擇在旗下豪華品牌上搭載。）

在此之前，英菲尼迪的 2.0T 發動機由奔馳提供（代號 M274），奔馳負責制造，英菲尼迪負責調教。如今，英菲尼迪自己搞出了 2.0T 發動機，動力和油耗都令人喜聞樂見。所以我們可以基本判定，未來英菲尼迪應該會拋棄奔馳的發動機。