終於量產！深度解讀英菲尼迪可變壓縮比發動機

如今發動機技術日新月異，各種「可變」技術遍布各個零部件，三個月前，吳佩頻道解讀了保時捷VTG可變截面渦輪技術，想不到，英菲尼迪帶來了更可怕的可變技術——發動機壓縮比可變，瞬間引起大家的注意！

最近，英菲尼迪發布了一台全新的2.0T發動機，這台機器不再是基於梅賽德斯-賓士M274發動機的產物。被英菲尼迪稱為VC-T（Variable Compression Turbocharged）2.0T發動機，採用了當前日系最流行的雙噴射（歧管噴射+缸內直噴）、雙循環（阿特金森循環+奧托循環）技術，除此之外，更是把「可變壓縮比」這個概念投入到了量產當中。

這台VC-T 2.0T發動機能輸出272hp的最大馬力，最大扭矩達到390Nm，而英菲尼迪現在所使用的賓士M274的數據為211hp和350Nm，綜合性能輸出有了質的提升。新發動機除了輸出數據達到了同級別領先的水平外，燃油消耗率也比M274下降了27%，這是一個非常驚人的數據（要知道M274在能耗方面也是不俗的），最新消息表明，這台VC-T 2.0T發動機將搭載於全新一代的QX50上，預計在2016年巴黎車展首發。

舉個例子，搭載M274 2.0T發動機的Q50轎車，工信部的百公里綜合油耗為7.4L，下降27%的話，那就是說，全新VC-T 2.0T發動機的百公里綜合油耗可以低至5.4L的水平，而且發動機輸出還大幅提升了。所以，這個「可變壓縮比」技術，真有那麼神奇？到底哪裡神奇？吳佩頻道給大家解讀解讀。

秘密在於非傳統曲柄連桿結構

英菲尼迪的這台VC-T 2.0T發動機，核心主要是一套特殊結構的多連桿曲柄連桿機構（詳見下圖）。

在原有的曲柄連桿機構上，該機構又額外增加了一套多連桿機構及一根控制軸。這套多連桿機構把原來的發動機連桿換成了由下部連桿、上部連桿以及連接上下部連桿的多連桿結構組成。 當需要改變壓縮比時，諧波傳動器轉動，並驅動傳動臂，傳動臂帶動控制軸轉動，當控制軸轉動時，下部連桿會帶動多連桿結構迴轉，並使槓桿發生擺動，使得活塞能到達的上止點的高度也隨著改變，從而實現壓縮比的變化。

根據工況的不同，這款VC-T發動機的壓縮比可在8:1-14:1的區間自由調節，除此之外，這台發動機一樣能實現阿特金森-奧托雙循環，動態壓縮比也能自由改變，雙管齊下，以提高發動機在不同工況下的燃燒效率。按這麼說，能耗降27%？我看這事靠譜。

不但如此，以往的活塞運動是不對稱的，由於發生在上止點的急速運動是不對稱的，所以使以往的4缸發動機的振動加大。 通過多連桿可變壓縮比的構造和活塞的往複運動，更能實現完美的正弦曲線式運動，因此解決了上述的不對稱現象，使直列4缸發動機的振動降低到接近V型6缸發動機的水平。

其實，早在2005年，日產就發布了可變壓縮比的概念，當時的產物與今天的VC-T發動機技術非常相似，但是複雜的結構，增加了發動機的尺寸和體積，對於空間布置更高難度；同時連桿數量的增多，會進而引發共振及異響現象的出現，對NVH的控制要求更高，工件的加工精度要求也更高。

因此，日產也只能把這項技術推遲直至今年才推出，這背後的條件是需要加工工藝、製造水平有了質的飛躍，拋開質量問題等落地了再說，做到「量產」這一點已經意義非凡了。

目的是什麼？還是節能減排！

汽油發動機的燃燒特性註定了缸內的混合氣壓力不能過高，如果汽油在點火之前就因為壓縮而燃燒的話，容易導致振動雜訊加劇，運動部件所要承受的衝擊負荷增大，從而影響發動機的工作可靠性和使用壽命，對此，我們稱之為爆震。

特別在增壓發動機上，氣缸內的壓力和溫度都要比普通自然吸氣發動機要高得多，因此，增壓發動機只能採取比自吸發動機更低壓縮比。增壓發動機越想通過提高增壓器的增壓值來達到更高的動力輸出，就得不斷降低發動機的壓縮比來適應，預防爆震。

但這種低壓縮比的設計，又會導致發動機在增壓器沒有介入時，也就是發動機低轉速時，燃燒效率非常低，動力輸出要比高壓縮比的自吸發動機低的多，相當於汽油被白白浪費掉。

可變壓縮比技術，能使發動機在低負荷時，採用一個高的壓縮比，著重燃油經濟性；高負荷時採用一個低壓縮比，適應高增壓值，帶來高輸出，而且發動機的有害物很大一部分產生於冷啟動和暖機階段，而可變壓縮比技術可以縮短這個階段，從而降低有害物排放。

雙循環，也是一種可變壓縮比

前文提到，英菲尼迪的新機器能實現阿特金森-奧托雙循環，動態壓縮比也能自由控制。動態壓縮比變化，屬於廣義的可變壓縮比，早已實現，比如馬自達上的創馳藍天發動機和豐田最新的幾款發動機，都能實現阿特金森-奧托雙循環，其實也是一種比較簡單的可變壓縮比技術。

拿豐田發動機來講，通過壓縮衝程時的進氣門延遲關閉更久，利用進氣慣性把內部的混合氣帶走一小部分，相對於減少了發動機的壓縮比，但是發動機的膨脹比卻不變；那麼發動機就能夠消耗更小的能量就能進入膨脹做工，實現阿特金森循環，改變的是發動機的動態壓縮比，這樣發動機的工作效率就變高了（創馳藍天技術也類似）。

但是這種技術的本質會削弱發動機的動力輸出，如果有電機輔助，缺點會被彌補，如果沒有混動系統加持，缺點就會被放大，表現為低速扭矩不足。所以，真正能夠改變發動機物理壓縮比的技術，才是能既節能省油，又維持高動力輸出的黑科技。

薩博也曾為之瘋狂過！

大約30年以前，薩博也為可變壓縮比技術傷盡了腦筋，直到倒閉的那一天，也沒有把他們的想法量產。

薩博的可變壓縮比技術稱為SVC（Saab Variable Compression），實驗發動機為一台直列5缸，1.6L，機械增壓發動機。該發動機可分為上下兩部分，其上半部分的氣缸蓋和氣缸鑄成一體，下半部分為曲軸箱。

工作時，曲軸箱的位置相對不變，氣缸和活塞部分以曲軸為中心偏轉一定角度，改變了燃燒室的容積，從而改變了發動機的壓縮比。和英菲尼迪一樣，壓縮比根據工況在8:1-14:1之間變化，最大馬力為225hp，百公里油耗為8.3L。

薩博的這套SVC技術系統，缸蓋與缸體鉸接且能夠搖動，工作時鉸接處和壓縮比控制部件需要承受巨大的交變應力，這要求缸體強度必須很大且驅動的電機必須有很大的功率，使得發動機的體積和質量大大增加。此外，還需要對氣缸蓋上的凸輪軸進行補償，以及採用柔性的進、排氣管等，這一切都會導致這套技術方案的結構異常複雜，最後導致流產。

而擺在我們眼前的事實是，隨著加工工藝、製造水平的不斷提升，英菲尼迪終於把可變壓縮比技術量產了！很快也將以搭載於量產車的形式出現在我們眼前，接下來，就等到2017年產品上市時，吳佩頻道再給大家帶來首試。

其實，我知道你們根本沒看懂，但這並不妨礙你們把這文章轉到朋友圈裝個逼。

本文為「吳佩頻道」原創，作者：容從容。

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