世界首款可变压缩比发动机!英菲尼迪VC-Turbo到底有多6

-回复 -浏览
楼主 2019-01-10 17:31:55
举报 只看此人 收藏本贴 楼主



今年即将上市的换代英菲尼迪QX50,将会搭载一台特殊的2.0T四缸发动机。这台发动机在整个量产车历史上来说,都是前无古人的,它被命名为:Variable Compression(缸内可变压缩比)。这个理念,Saab(萨博)汽车很多年前就已经在进行研发,但却迟迟未能变成现实。



经过Nissan日产20年的研发,这台可变压缩比涡轮增压发动机(VC-T)已经可以控制缸内活塞的活动行程。虽然,这个可控的行程范围只有6mm,但这一点点变化已经可以让发动机的工作效率和动力输出均得到明显改善。



新款发动机在动力达到268hp及390Nm扭矩的同时,还可以在燃油经济性方面比现款QX50的3.7L V6版本提高27%之多。且,在今年的新车型中,QX50的零百加速成绩将比同级的四缸车型快上1秒左右。


什么是缸内压缩比?


从上图可以看到,左侧为活塞在最低点时(气缸容积),气缸容积为14CC,而右侧活塞处于气缸顶点为1CC(燃烧室容积),此时的压缩比为14:1。


通常,活塞通过往复运动对缸内油气混合物的压缩燃烧来达到动力输出的目的。而压缩比就是气缸容积与燃烧室容积(活塞最高点到气缸顶部的容积),当这个比值越大时,产生的压力也就越大,油气混合物的燃烧量越小。反之,油气混合物的燃烧量越大。


那么英菲尼迪是如何做到改变缸内压缩比的?


目前,无论车辆负载亦或是行驶速度,市面上所有内燃机的活塞行程都是在固定范围内工作的。由于活塞与安装在曲轴上的连杆相连接,如此一来,活塞的行程就被固定在一定范围内。而这个固定的行程,则由活塞运动的最高点以上的空间所决定。这部分空间越小,缸内的压缩比也就越大,而动力输出也会相应增大。



英菲尼迪这次发动机输出形式的改革,可以说是一个世纪以来最重大的改变之一。VC-T创新性的改变了活塞与曲轴的连接方式,活塞与一个椭圆形的被称为Multilink(多连杆)的尾端相连,然后再将这个Multilink与曲轴相连。如此一来,活塞的行程将不再被固定,而是有了一个小范围的可变行程。



从上图可以看到,活塞由于Multilink的限制,上升行程被降低,此时就会降低缸内压缩比,减少油气混合物的燃烧,从而提高燃油经济性。


而Multilink的另一端则与轴承相连,电控的执行机构通过转动轴承,使得Multilink的两端可以上下轻微摆动。当Multilink尾端距活塞最近时会翘起,而活塞则会上升到最顶端。此时的缸内压缩比为最高值,可达14.1之多。此时,涡轮是没有介入的,所以高压缩比可以燃烧更多的油气混合物,抑制动力不足的现象。


VC-T高、低压强点演示


当Multilink尾端下沉时,活塞向上的行程就会被一定程度降低。如此一来,活塞顶部以上的余量增加,压缩比也就相应降低,仅为8.1。不过,由于涡轮会在压缩比低时介入,发动机的动力输出并不会受到影响。其中,压缩比变化的过程是由驾驶员踩下油门的深度所控制。



在整个活塞运动变化的过程中,发动机的排量在1970cc~1997cc之间无级改变。这也就意味着,VC-T的缸内压缩比可以由8.1~14.1之间无缝切换。在这种状态下,VC-T相比直列内燃机的平顺性要更好,甚至比许多低功率的V6发动机噪音和震动更小。



与此同时,英菲尼迪还与雷诺F1车队合作,以求更好解决发动机震动的问题。当然,除了四缸发动机外,VC-T技术也将应用于三缸发动机。但,就目前而言,这一技术还没办法用于结构复杂的V6或V8发动机上。


马自达14:1甚至16:1的Sky Activ X发动机与VC-T哪个更好?


这两个发动机的原理其实各不相同。Sky Activ技术更接近于柴油发动机,它的优势是在低温工况下减少热能转化动能过程中的能量流失。也就是说,马自达通过高压缩比,用更少的油气混合物来达到更好的燃油经济性。



而反观VC-T则不同,它的优势在于随时可变的压缩比来平衡不同工况下的燃油经济性与动力输出。比如,在低负载状态下,涡轮并未介入,缸内的油气混合物较少,发动机可以通过提高压缩比(14.1:1)来提供足够的动力。



而在高负荷状态下,涡轮的介入缸内的油气混合物会很充足,此时降低压缩比(8.1:1),减少油气混合物的燃烧,就可以保证更好的燃油经济性。


小编的个人意见:


从理论上讲,VC-T很有可能成为Nissan有史以来最成功的一款发动机。它将改变目前混动车与小排量内燃机汽车的市场布局,对未来的市场走向也将有所影响。况且,欧洲已经开始全面禁止柴油车,未来小排量汽油车市场的竞争会越来越激烈。



而全新QX50采用VC-T来取代之前的3.7L V6大排量发动机,这也将改变QX50未来在市场上的命运。不过,马自达Sky Activ X也不是吃素的,16:1压缩比,燃油经济性甚至可以媲美混动车。究竟孰优孰劣,还有待市场验证。毕竟,对于一辆排量小、重量轻的汽车来说,动力和燃油经济性的平衡至关重要。



 点击下面图片阅读▼


我要推荐
转发到