内燃机发展新高峰 全球首款量产可变压缩比VC-TURBO2.0T
2018-11-1 来源：- 作者：-
如果要评选今年汽车发动机行业发展的热点，来自日产的VC-TURBO 2.0T发动机，必然要被提及。作为全球首款量产的可变压缩比发动机，VC-TURBO登上了传统内燃机发展的一个新巅峰。
对比目前主流的2.0T发动机不难发现，日产VC-TURBO 2.0T不仅实现了动力性能的全面提升，同时还在节油上，做到了顶尖水平。
日产VC-TURBO是如何做到的？
可变压缩比的最终量产
什么样的女人堪称完美？「上得厅堂，下得厨房」。什么样的男人是女人的理想伴侣？「帅气多金，温柔体贴还专一」。无论是人还是物，要达到理想状态，一定是全面的优秀。但在现实生活中，理想往往只能是理想。个中曲直，各位自有感悟。
人是如此，物亦同理。就说在发动机的性能上，动力的强弱，和油耗与排放就是一对矛盾体，很难做到两相宜。
但也不是完全没有可能，发动机工程师们拥有一把万能钥匙——可变。只要你稍微懂一些汽车技术，你至少应该听过VVT可变气门正时，或者VVL可变气门升程。再深入一些，还有可变进气歧管、可变排量机油泵、发动机闭缸技术（发动机排量的可变）等等。
种种可变技术的诞生，目标都是为了让发动机能够在更多的使用工况下，处于理想的状态。就拿VVT技术来说，在需要强动力时，延长气门打开的时间，使更多的空气和燃油进入气缸；而不需要动力很强时，反其道而行之，从而节省燃油。
以上笔者提到的种种可变技术，都已经基本普及，但有一种可变，却还是新鲜事物，它就是可变压缩比。
压缩比的大小，与发动机的性能有直接关系。但要改变压缩比，其难度不亚于改造一个人的性格——江山易改、本性难移啊！
目前市场上在售的量产发动机中，马自达的创驰蓝天技术是最早称为可变压缩比的发动机。但是究其根本原理，实际上还是进气门开闭上的功夫。而日产VC-TURBO发动机之所以被称之为首款量产可变压缩比发动机，是因为它是在机械结构上，真正实现了压缩比的可变。
从机械结构上实现压缩比的可变，这个概念并不新鲜。萨博、奔驰、福特、日产等世界级大厂，以及德国FEV、法国Development这样的发动机工程供应商等，都曾经发布过相关的技术设想，甚至造出了测试样机。但坚持研发并最终实现量产的，日产VC-TURBO是第一家。
通过对曲柄连杆机构的重新设计，日产VC-TURBO发动机实现了连杆运行高度的变化，从而实现了排量和压缩比的变化。其排量在1970ML和1997ML之间变化，而压缩比则是在8-14之间变化。
压缩比改变之后，带来的好处显而易见，在需要强动力时，降低压缩比，从而能够在燃烧更多燃油的同时，还能避免爆震的发生；而在不需要强动力时，提高压缩比，实现稀薄燃烧，从而实现节油的目标。
VC-TURBO发动机的压缩比在1.2秒的时间内，完成从8:1到14:1的调整，调整速度很快。而这也意味着两点：其一，如果电脑判断当前需求压缩比在这个范围之间，其压缩比的调整会比1.2秒更快；其二，其压缩比是在8:1到14:1之间连续可变的，而不只是两极选择。
正如上文所述，发动机变压缩比的想法并不新鲜，但最终实现却只有日产做到了，这说明要实现这个技术，难点并不仅仅在于机械结构的精妙，更在于整个发动机系统的配合。
改变后的结构件强度是否能够达到强度和耐久度要求？结构的改变如何能够不导致发动机变得更重，或者体积更大，或者带来多余的振动？更高压缩比的情况下，燃油系统、点火系统等是否能完全支持？
正因为有这些问题需要解决，才使日产VC-TURBO发动机从1998年就提出了概念，20年后才最终量产、也只有日产一家实现量产的原因。这也是为什么，业界将VC-TURBO发动机誉为具有革命性意义的内燃机。
VC-TURBO是各种可变技术的集大成者
尽管日产VC-TURBO发动机的机械可变压缩比堪称燃油内燃机的一次革命，但这款发动机的杰出性能，却并不是这一项技术就能够实现的。
汽车燃油发动机发展到今天，为了提升燃油效率，只能在各种细节上不断优化才能实现。对日产VC-TURBO发动机同样如此，翻开它的新技术清单，你会发现「可变」二字，几乎已经渗透到每个角落。
可变压缩比上文已经详述，而除此之外，在燃油供给系统中，它有歧管喷射和缸内喷射两种喷射方式，灵活使用；在气门正时系统上，它有可变气门正时系统，实时改变气门相位；在冷却系统上，它有可变路径水冷控制，既能以更快的速度实现热机，又能在热机状态下实现良好的冷却；在润滑系统上，它有可变排量机油泵，保证润滑的前提下，还能减小机油泵的功率损失；在进气系统上，它有单涡流涡轮增压技术，用轻量化的涡轮叶片实现更快的低速涡轮响应，减小迟滞现象……
内燃机的五大系统和两大机构，日产VC-TURBO发动机几乎都实现了可变控制，这才是这款发动机具有顶级表现的核心。而机械可变压缩比，可称之为这款发动机最后的画龙点睛之笔。
总结：传统内燃机再一次焕发青春
近年来，汽车动力电气化已经公认为必然趋势，所以在很多人看来，传统内燃机已无继续深挖的必要。但实际上，国际汽车厂商大多数都在两条腿走路，一方面继续研发传统内燃机，保持自身优势；另外一方面在电气化上也同步进行，及早把握未来。
日产是两条腿走路的代表性企业，其电动车LEAF早已上市，应该说，在动力电气化上，它同样是领先的。而VC-TURBO发动机的正式量产，体现了日产在传统内燃机上依然在孜孜不倦的追求更新的技术，更高的综合性能。这款优异发动机的问世，让传统内燃机再次焕发了青春，也是「技术日产」的最佳注脚。
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