文/秦明
如果可變氣門升程和正時等技術,是各大車廠百花齊放,那可變壓縮比技術,就是日產一家的獨場大秀,至於為何目前只有日產車型具有可變壓縮技術?今天我們就來看看可變壓縮比究竟是什麼“神通”,讓其他車廠望而卻步步。
壓縮比是什麼?
可變壓縮比發動機,顧名思義就是壓縮比可以發生變化的發動機,也可以說是適應性更強的渦輪增壓發動機。可變壓縮比的目的是為了提高增壓發動機的燃油經濟性,降低油耗。而可變壓縮比發動機在低負荷時,可以升高壓縮比;而在渦輪介入轉速升高的時候,發動機又可以降低壓縮比。
要明白可變壓縮比,就得先明白壓縮比是什麼?發動機的壓縮比是影響發動機效能的一個重要引數,傳統發動機中,汽油機的壓縮比一般介於8-12之間,固定的壓縮比不能充分發揮發動機的效能,在小負荷低轉速運轉時,發動機的熱效率很低,可用較大的壓縮比;而如果是固定大壓縮比,在大負荷高轉速運轉時,很容易發生爆燃現象,而可變壓縮比就能很好的處理這個問題。
日產VCR可變壓縮比結構原理
目前唯一量產的可變壓縮比只有日產的VCR TUBRO發動機,日產研發的“VCR”可變壓縮比技術,搭載這種技術的發動機壓縮比範圍同在為8:1-14:1。採用的是槓桿原理,在偏心軸轉動的時候會連帶著控制桿上下運動,因為槓桿的作用,連桿會向偏心軸的反方向運動,這樣就會改變壓縮上止點活塞的位置,從而改變壓縮比。
日產的可變壓縮比發動機中,工程師在曲軸下方加入了一套連桿機構。在不同模式下,驅動電機會旋轉至不同的角度,帶動一條控制臂,改變活塞在氣缸中的下止點位置,進而改變發動機的壓縮比。發動機可以產生8:1到14:1的任何壓縮比,其最大扭矩在8:1時實現,在運動模式下,需要急加速時ECU會自動將壓縮比調整至8:1來獲取最佳加速效能;而最低油耗在14:1時實現,此時發動機燃油效率最高。電子發動機控制器可以實時響應油門踏板上的壓力,無縫改變壓縮比。
除了能更加工況調整壓縮比外,這一套連桿機構能在氣缸進行做工衝程時,保證向下的連桿幾乎是垂直向下的,相比其他有傾斜角度的發動機,側向的力更少,向下發力的效率更高,更好的傳遞發動機動力到曲軸上。
除了動力與油耗可以變化外,這款四缸發動機還有一個優勢,它並沒有使用平衡軸來消除橫向振動,機械連桿平衡代替了傳統的平衡軸,活塞連桿與氣缸壁的偏移角度更小,橫向衝擊更小意味著發動機磨損更小,所以下方雖然多加了一套連桿,但也算是有得有失。
具有可變壓縮比技術的車型
目前使用可變壓縮比技術的車型只有日產旗下產品,這也是唯一一個在量產可變壓縮比發動機的製造商,使用車型包括日產天籟、英菲尼迪QX50等。
為何可變壓縮比技術沒普及?
可變壓縮比發動機或許唯一的缺點就是費用了,多了一套連桿意味著發動機結構將更復雜,故障率可能隨之升高,同時發動機重量也增,並且後期如果需要保養維修,人工費和維修費肯定是要比傳統發動機高的。
日產宣稱發動機可以在任何情況下獲得最佳燃油效率,但電子系統無縫切換壓縮比並沒有想象中那麼智慧,在外媒的城市路段測試中,搭載可變壓縮比發動機的英菲尼迪QX50比奧迪Q5和寶馬X3百公里油耗高0.7L。
在高速公路上,其百公里油耗比寶馬低1L左右,而我們日常生活中,更多的用車情景是城市路段行駛,所以可變壓縮比發動機在實際使用時的效率並沒有比傳統發動機更佳。
還有一點是,日產在可變壓縮比技術連桿專利上的壟斷,導致其他車企需要重新找到其他的方法來達到可變壓縮比功能,或許是覺得花費巨大的研發費用和時間,得到的提升還不顯著,有點得不償失,而且現在一個個都跑去研究混動和純電了,誰還願意在傳統發動機上浪費時間呢?
日產的可變壓縮技術,確實算是一項非常牛的技術,但新能源的浪潮無疑是直接撲滅了日產的一展宏圖的火苗,導致日產這些年也是顯得有點落寞,希望日產能迅速調整過來,加入到新能源的領域中,相信也有不少使用者期盼能體驗到日產的新能源車型。