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：在一臺發(fā)動機上實現(xiàn)可變壓縮比，讓發(fā)動機自己改變“排量”，這三家是薩博、標(biāo)致和英菲尼迪。



后來我們都知道了，薩博沒了，標(biāo)致早早就放棄了，只有英菲尼迪堅持了下來。在這三十年間車企們的發(fā)展方向已經(jīng)從內(nèi)燃機走向混動，電動車也開始冒出苗頭，尤其是2010年前后，混動技術(shù)的成熟讓很多車企放棄了對傳統(tǒng)內(nèi)燃機的優(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)動機。



為何這么堅持？

本田的地球夢、馬自達的創(chuàng)馳藍天都是為了高壓縮比而設(shè)計的，高壓縮比帶來的好處是低油耗，但對于發(fā)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，如果有一臺可變壓縮比的發(fā)動機，那么很容易在動力性能和燃油經(jīng)濟性之間找到平衡點。



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)動機氣缸在壓縮前的總?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(dǎo)致各種機件負荷加大，使用壽命降低。普通發(fā)動機由于出廠時機械結(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)動機叫VC-TURBO，與傳統(tǒng)發(fā)動機相比最核心的變化在于曲柄連桿的結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)方式是一體式的機械結(jié)構(gòu)，英菲尼迪工程師們改變了這一機械結(jié)構(gòu)，使得可變壓縮比調(diào)節(jié)機構(gòu)出現(xiàn)在了曲軸下，這套機構(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，通過轉(zhuǎn)動諧波轉(zhuǎn)動器，驅(qū)動傳動臂，帶動控制軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)控制軸轉(zhuǎn)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(fā)生改變，從而改變壓縮比，最終實現(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)機構(gòu)更小的活動范圍，發(fā)動機震動變得更小，于是傳統(tǒng)發(fā)動機上為了抵消震動的配重塊、平衡軸等都消失了，發(fā)動機體積隨之變的更小。




就是看上去這么小的一個部件，英菲尼迪工程師們用了三十年時間才實現(xiàn)量產(chǎn)，畢竟多了很多運動部件，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。直到制造水平、加工精度日益提升的今天，經(jīng)過數(shù)以萬計的耐久試驗，搭載可變壓縮比技術(shù)的汽車才正式上路。據(jù)廠家透露，這款發(fā)動機的研發(fā)成本在200億美金左右，并且經(jīng)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？

對于渦輪車來說，這種可變壓縮比的技術(shù)簡直就是量身打造。我們都知道，普通渦輪增壓發(fā)動機都會有遲滯現(xiàn)象，在渦輪介入前，發(fā)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(fā)動機在在高轉(zhuǎn)速高負荷時產(chǎn)生爆震。而有了可變壓縮比技術(shù)后，使得發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速低負荷時，采用較高的壓縮比，提高燃油經(jīng)濟性；在發(fā)動機高轉(zhuǎn)速高負荷時，采用較低的壓縮比，在高增壓狀態(tài)下，保證穩(wěn)定性，發(fā)揮更大的動力?？勺儔嚎s比還可縮短冷啟動暖車時間，降低有害物的排放。



數(shù)據(jù)賬面上，這臺VC-TURBO 2.0T發(fā)動機將首先搭載于英菲尼迪全新一代QX50上，與之前搭載V6發(fā)動機的車型相比，前驅(qū)版車型的效能提升了35%，四驅(qū)版車型效能提升了30%。對于技術(shù)很難再提升的傳統(tǒng)發(fā)動機來說這樣的變化簡直就是一劑興奮劑，讓燃油機煥發(fā)第二春。



還需要看到的是，在環(huán)保法規(guī)愈發(fā)嚴苛的當(dāng)下，柴油機的排放很難再跟上節(jié)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(dāng)然，英菲尼迪的這臺VC-TURBO 2.0T發(fā)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臺發(fā)動機的雙噴射、雙循環(huán)、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”。



4月13日，英菲尼迪向清華大學(xué)汽車工程系，捐贈了這臺“黑科技”滿滿的VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發(fā)動機，以助力清華學(xué)子內(nèi)燃機學(xué)術(shù)研究，以及發(fā)動機結(jié)構(gòu)教學(xué)。VC-Turbo勢必會在發(fā)動機的歷史上留下重重的一筆。