可變壓縮比是興奮劑嗎？它是怎樣讓QX50燥起來的？

來自專欄 吳佩頻道

文章開頭先講個勵志的故事，30年前，還是化油器的時代，有三家公司的工程師提出大膽的想法：在一台發動機上實現可變壓縮比，讓發動機自己改變「排量」，這三家是薩博、標緻和英菲尼迪。

後來我們都知道了，薩博沒了，標緻早早就放棄了，只有英菲尼迪堅持了下來。在這三十年間車企們的發展方向已經從內燃機走向混動，電動車也開始冒出苗頭，尤其是2010年前後，混動技術的成熟讓很多車企放棄了對傳統內燃機的優化，英菲尼迪的工程師們最終還是研發出了可變壓縮比的發動機。

為何這麼堅持？

本田的地球夢、馬自達的創馳藍天都是為了高壓縮比而設計的，高壓縮比帶來的好處是低油耗，但對於發動機來說油耗和動力性能總是一對矛盾體，很難做到兩者兼顧，如果有一台可變壓縮比的發動機，那麼很容易在動力性能和燃油經濟性之間找到平衡點。

壓縮比是什麼？根據大學課本上的理解，壓縮比就是發動機氣缸在壓縮前的總容積與壓縮後的總容積之比。發動機壓縮比越高，效能就越高，扭矩就越大，動力就越好。但是壓縮比過高又會導致各種機件負荷加大，使用壽命降低。普通發動機由於出廠時機械結構就已經固定了，因此壓縮比也是固定不可變的。

英菲尼迪研發的世界首款可變壓縮比發動機叫VC-TURBO，與傳統發動機相比最核心的變化在於曲柄連桿的結構，傳統方式是一體式的機械結構，英菲尼迪工程師們改變了這一機械結構，使得可變壓縮比調節機構出現在了曲軸下，這套機構由上部連桿、下部連桿以及多連桿組成。當需要改變壓縮比時，通過轉動諧波轉動器，驅動傳動臂，帶動控制軸轉動。當控制軸轉動時下部連桿向上頂多連桿，多連桿帶動上部連桿向下拉，使得活塞到達的上止點位置發生改變，從而改變壓縮比，最終實現了8:1到14:1之間任意比率的壓縮比變化。

得益於可變壓縮比調節機構更小的活動範圍，發動機震動變得更小，於是傳統發動機上為了抵消震動的配重塊、平衡軸等都消失了，發動機體積隨之變的更小。

就是看上去這麼小的一個部件，英菲尼迪工程師們用了三十年時間才實現量產，畢竟多了很多運動部件，結構更為複雜，在部件不發生碰撞的情況下，如何做到緊湊布局？連桿強度夠不夠？會不會共振？NVH好不好？等等一系列問題擺在英菲尼迪工程師面前。直到製造水平、加工精度日益提升的今天，經過數以萬計的耐久試驗，搭載可變壓縮比技術的汽車才正式上路。據廠家透露，這款發動機的研發成本在200億美金左右，並且經過3萬小時的耐用性實驗。

可變壓縮比能帶來明顯的好處嗎？

對於渦輪車來說，這種可變壓縮比的技術簡直就是量身打造。我們都知道，普通渦輪增壓發動機都會有遲滯現象，在渦輪介入前，發動機燃效非常低，動力差。提高壓縮比能使渦輪起壓更快，遲滯變小，但壓縮比過高，又會使得渦輪增壓發動機在在高轉速高負荷時產生爆震。而有了可變壓縮比技術後，使得發動機在低轉速低負荷時，採用較高的壓縮比，提高燃油經濟性；在發動機高轉速高負荷時，採用較低的壓縮比，在高增壓狀態下，保證穩定性，發揮更大的動力。可變壓縮比還可縮短冷啟動暖車時間，降低有害物的排放。

數據賬面上，這台VC-TURBO 2.0T發動機將首先搭載於英菲尼迪全新一代QX50上，與之前搭載V6發動機的車型相比，前驅版車型的效能提升了35%，四驅版車型效能提升了30%。對於技術很難再提升的傳統發動機來說這樣的變化簡直就是一劑興奮劑，讓燃油機煥發第二春。

還需要看到的是，在環保法規愈發嚴苛的當下，柴油機的排放很難再跟上節奏，VC-TURBO四缸機追趕上了六缸機的性能，未來這將會是柴油機很好的替代品。

當然，英菲尼迪的這台VC-TURBO 2.0T發動機遠不止可變壓縮比這一項「黑科技」，下期文章我們還將看到這台發動機的雙噴射、雙循環、ATR（Active Torque Rod）、主動扭矩桿、氣缸蓋集成排氣歧管、可變流量機油泵、電控渦輪泄壓閥等眾多「黑科技」。

就在前幾天，4月13日，英菲尼迪向清華大學汽車工程系，捐贈了這台「黑科技」滿滿的VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發動機，以助力清華學子內燃機學術研究，以及發動機結構教學。VC-Turbo勢必會在發動機的歷史上留下重重的一筆。

輪到你說：

英菲尼迪給你印象最深的發動機是哪一台？