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目前最先进的发动机技术，其实就是连杆的革命，中国品牌车啥时候配备

百家作者：智能制造IM 2019-01-15 13:41:22

随着新能源汽车的发展，传统燃油车似乎要被不懂技术的人打入冷宫。实际上，混和动力以及内燃机压榨其自身燃烧效率的创新才更有现实意义。

◎文丨中国锻压协会

四冲程发动机现已成为汽车最高效可靠的动力之一，然而工程师并没有停下脚步，因为现有的技术还没有达到理想化的水平。为了将效率和性能都达到最大化，工程师将许多新技术都应用到了目前量产发动机上。

有些技术要把它从图纸变成产品却异常困难，因为它的实现意味着要对已经沿用上百年的发动机结构进行改进，而一旦量产发动机将从此跨入一个新的时代，这项技术就是可变压缩比。

可变压缩比是一项革命性技术

每过一段时间就会有新的发动机技术诞生，从缸内直喷、涡轮增压、高压缩比再到阿特金森循环，这些新技术的确让发动机变得更高效更省油，但它们仍然无法改变传统发动机结构上的弊端。发动机工作模式其实与人运动时非常类似，慢跑时人们需要缓慢呼吸让心脏处于相对松弛的状态，快跑时则需要使劲呼吸让心脏处于紧绷状态。人通过心脏调节呼吸来控制节奏，而发动机则是通过调节压缩比来控制运转模式。

平常慢慢开车时，发动机负载很小缸内温度相对较低，上了高速后发动机开始高负荷运转，缸内的温度随之提高。理想状态下，发动机低负荷应当可以使用高压缩比提升效率降低油耗，而高负荷下可以使用低压缩比彻底释放动力。但传统发动机压缩比是固定的，一旦把压缩比提高压榨动力，那么高温高负荷下就会发生爆震，导致极限性能受限，把压缩比调低一点，虽然发动机极限性能更好，但是低负荷工况效率不高。因此不得不退而求其次，设定一个不高不低的压缩比，这种办法只是权宜之计。

固定的压缩比限制了发动机运转模式，所以传统发动机必须在油耗和动力之间做选择，要么选择其中一个要么折中，如果能实现压缩比随工况调节，那么这个问题就迎刃而解了。日产从上世纪末就开始着手研发可变压缩比技术，从最初的图纸到正式量产一共用了20年的时间。日产 VC-TURBO智控引擎(可变压缩比涡轮增压发动机)的到来，对于汽车行业来说具有非同一般的意义，它的出现意味着发动机已经进入了一个新的时代。

鱼和熊掌可以兼得

日产VC-TURBO智控引擎的诀窍就在曲柄连杆机构，它在传统的曲轴轴颈上增加了一个多连杆，多连杆一端接活塞连杆另一端接偏心轴的连杆，偏心轴又与右侧的电机控制臂连接。电机顺时针或者逆时针旋转时就会带动控制臂拉伸，使偏心轴的连杆往上或往下移动，恰好偏心轴连杆又与曲轴轴颈上的多连杆连接，通过杠杆原理让活塞可以往上或者往下移动约6毫米。

通过改变活塞上止点与下止点的位置，燃烧室的容积就可以随之变化，如果活塞上止点往下移动那么燃烧室容积变大压缩比降低，活塞上止点往上移动燃烧室容积变小压缩比提高。

这套巧妙的多连杆机构使发动机压缩比可以在8:1-14:1之间无缝切换，发动机低负荷运转时立即切换成高效率模式，使用14:1的高压缩比提高燃油经济性，当高负荷运转时又马上切换成高性能模式，使用8:1的低压缩比降低爆震增加输出功率。

可变压缩比涡轮增压发动机可以根据工况选择最理想的压缩比，而不是在两种固定压缩比之间调节，比如在中等负荷下发动机可以使用11:1的压缩比。VC-TURBO智控引擎(可变压缩比涡轮增压发动机)的出现使发动机油耗和动力不再是一个矛盾，动力与油耗的选择完全取决于驾驶员的需求。

堪比6缸的平顺性

在多数人的印象中，4缸发动机平顺性不如6缸的好，这是因为6缸不仅点火间隔小而且自身运转的往复惯性力小。VC-TURBO智控引擎结构有别于传统发动机，它的活塞运动更接近正玄曲线，因此不会像传统发动机一样产生二次惯性力，所以VC-TURBO智控引擎不需要平衡轴。

更均匀的活塞加速度以及更大的缸内压力使得VC-TURBO智控引擎(可变压缩比涡轮增压发动机)的振动远小于普通直列4缸发动机，运转平顺性接近V6发动机的水平。

更低的摩擦损失

传统发动机活塞与曲轴中心点垂直布置会使活塞产生较大的侧压力，日产VC-TURBO智控引擎独特的多连杆机构，让活塞与曲轴中心点保持偏置减少活塞侧压力，虽然多连杆机构比传统发动机更复杂，但并未因此增加发动机的摩擦力。

前沿技术一个就够了

VC-TURBO智控引擎采用了当下先进燃烧控制、喷油、热管理以及制造工艺。为了降低发动机的摩擦损失和重量，在制造工艺上选择先进的缸体熔射技术，去掉缸体内的气缸套后，在缸内壁喷涂特殊材料，经过硬化和抛光，形成超光滑壁面（就是汽车工艺师推崇的缸体喷涂技术）。汽缸壁上低摩擦涂层能减少44%的活塞摩擦损失，这样有利降低油耗并提升加速性能，取消气缸套发动机也因此变得更轻了。

汽缸盖集成排气歧管是涡轮增压发动机的一种设计趋势，通过将排气歧管集成在汽缸盖内，可以利用高温废气加快暖机速度。这种设计还进一步缩短热排气流通距离，配上轻量化涡轮叶片后发动机动力响应速度更快。催化器与排气歧管的距离也大幅降低，启动车辆时催化器可以快速达到工作温度。

为了防止缸内直喷在发动机低温启动时将汽油喷射在汽缸壁上，导致汽油与机油混合，日产特意在VC-TURBO智控引擎上采用了复合喷射技术。低温和低速行驶时依靠电喷喷油器为气缸提供燃油，避免机油增多的现象，高速时切换成直喷喷油器，复合喷射可以根据发动机运转情况选择喷射模式，燃油经济性和动力表现会更好。

除了改变压缩比，VC-TURBO智控引擎还引入效率更高油耗更低的阿特金森循环，在压缩行程中气门延迟关闭，一部分的气体被排出气缸，从而做到了膨胀比大于压缩比。中高速工况下采用燃油经济性更好的阿特金森循环，急加速和低速行驶时采用动力性能更好的奥托循环。将可变压缩比和阿特金森循环两种技术同时应用在一款发动机上，堪称发动机硬件和软件的一次完美结合。

更强的动力更低的油耗更好的平顺性，VC-TURBO智控引擎将不可能变成了可能。从油耗、动力、NVH以及制造工艺上看，VC-TURBO智控引擎称得上是目前技术最为先进的涡轮增压发动机。