文章開(kāi)頭先講個(gè)勵(lì)志的故事，30年前，還是化油器的時(shí)代，有三家公司的工程師提出大膽的想法：在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)可變壓縮比，讓發(fā)動(dòng)機(jī)自己改變“排量”，這三家是薩博、標(biāo)致和英菲尼迪。



后來(lái)我們都知道了，薩博沒(méi)了，標(biāo)致早早就放棄了，只有英菲尼迪堅(jiān)持了下來(lái)。在這三十年間車(chē)企們的發(fā)展方向已經(jīng)從內(nèi)燃機(jī)走向混動(dòng)，電動(dòng)車(chē)也開(kāi)始冒出苗頭，尤其是2010年前后，混動(dòng)技術(shù)的成熟讓很多車(chē)企放棄了對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)化，英菲尼迪的工程師們最終還是研發(fā)出了可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)。



為何這么堅(jiān)持？

本田的地球夢(mèng)、馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天都是為了高壓縮比而設(shè)計(jì)的，高壓縮比帶來(lái)的好處是低油耗，但對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)油耗和動(dòng)力性能總是一對(duì)矛盾體，很難做到兩者兼顧，如果有一臺(tái)可變壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)，那么很容易在動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性之間找到平衡點(diǎn)。



壓縮比是什么？根據(jù)大學(xué)課本上的理解，壓縮比就是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸在壓縮前的總?cè)莘e與壓縮后的總?cè)莘e之比。發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比越高，效能就越高，扭矩就越大，動(dòng)力就越好。但是壓縮比過(guò)高又會(huì)導(dǎo)致各種機(jī)件負(fù)荷加大，使用壽命降低。普通發(fā)動(dòng)機(jī)由于出廠時(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)就已經(jīng)固定了，因此壓縮比也是固定不可變的。



英菲尼迪研發(fā)的世界首款可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)叫VC-TURBO，與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比最核心的變化在于曲柄連桿的結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)方式是一體式的機(jī)械結(jié)構(gòu)，英菲尼迪工程師們改變了這一機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得可變壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)在了曲軸下，這套機(jī)構(gòu)由上部連桿、下部連桿以及多連桿組成。當(dāng)需要改變壓縮比時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)諧波轉(zhuǎn)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)臂，帶動(dòng)控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)下部連桿向上頂多連桿，多連桿帶動(dòng)上部連桿向下拉，使得活塞到達(dá)的上止點(diǎn)位置發(fā)生改變，從而改變壓縮比，最終實(shí)現(xiàn)了8:1到14:1之間任意比率的壓縮比變化。



得益于可變壓縮比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)更小的活動(dòng)范圍，發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)變得更小，于是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)上為了抵消震動(dòng)的配重塊、平衡軸等都消失了，發(fā)動(dòng)機(jī)體積隨之變的更小。




就是看上去這么小的一個(gè)部件，英菲尼迪工程師們用了三十年時(shí)間才實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，畢竟多了很多運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，在部件不發(fā)生碰撞的情況下，如何做到緊湊布局？連桿強(qiáng)度夠不夠？會(huì)不會(huì)共振？NVH好不好？等等一系列問(wèn)題擺在英菲尼迪工程師面前。直到制造水平、加工精度日益提升的今天，經(jīng)過(guò)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的耐久試驗(yàn)，搭載可變壓縮比技術(shù)的汽車(chē)才正式上路。據(jù)廠家透露，這款發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)成本在200億美金左右，并且經(jīng)過(guò)3萬(wàn)小時(shí)的耐用性實(shí)驗(yàn)。

可變壓縮比能帶來(lái)明顯的好處嗎？

對(duì)于渦輪車(chē)來(lái)說(shuō)，這種可變壓縮比的技術(shù)簡(jiǎn)直就是量身打造。我們都知道，普通渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)有遲滯現(xiàn)象，在渦輪介入前，發(fā)動(dòng)機(jī)燃效非常低，動(dòng)力差。提高壓縮比能使渦輪起壓更快，遲滯變小，但壓縮比過(guò)高，又會(huì)使得渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在在高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生爆震。而有了可變壓縮比技術(shù)后，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷時(shí)，采用較高的壓縮比，提高燃油經(jīng)濟(jì)性；在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷時(shí)，采用較低的壓縮比，在高增壓狀態(tài)下，保證穩(wěn)定性，發(fā)揮更大的動(dòng)力?？勺儔嚎s比還可縮短冷啟動(dòng)暖車(chē)時(shí)間，降低有害物的排放。



數(shù)據(jù)賬面上，這臺(tái)VC-TURBO 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)將首先搭載于英菲尼迪全新一代QX50上，與之前搭載V6發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)型相比，前驅(qū)版車(chē)型的效能提升了35%，四驅(qū)版車(chē)型效能提升了30%。對(duì)于技術(shù)很難再提升的傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)這樣的變化簡(jiǎn)直就是一劑興奮劑，讓燃油機(jī)煥發(fā)第二春。



還需要看到的是，在環(huán)保法規(guī)愈發(fā)嚴(yán)苛的當(dāng)下，柴油機(jī)的排放很難再跟上節(jié)奏，VC-TURBO四缸機(jī)追趕上了六缸機(jī)的性能，未來(lái)這將會(huì)是柴油機(jī)很好的替代品。



當(dāng)然，英菲尼迪的這臺(tái)VC-TURBO 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)不止可變壓縮比這一項(xiàng)“黑科技”，下期文章我們還將看到這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的雙噴射、雙循環(huán)、ATR（Active Torque Rod）、主動(dòng)扭矩桿、氣缸蓋集成排氣歧管、可變流量機(jī)油泵、電控渦輪泄壓閥等眾多“黑科技”。



4月13日，英菲尼迪向清華大學(xué)汽車(chē)工程系，捐贈(zèng)了這臺(tái)“黑科技”滿滿的VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，以助力清華學(xué)子內(nèi)燃機(jī)學(xué)術(shù)研究，以及發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)教學(xué)。VC-Turbo勢(shì)必會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史上留下重重的一筆。