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“吃得少跑得快”可变压缩比技术这么神?详解VC-Turbo

2018-06-29 11:27 来源: 拆车坊

VC-Turbo是什么?是吃的,还是喝的?VC肯定不是维他命C,而是英文Variable Compression的首字母,意思就是可变压缩比。

“吃得少跑得快”可变压缩比技术这么神?详解VC-Turbo

压缩比简单的说就是活塞处于气缸内最低位置时气缸的容积,和活塞处在气缸内最高位置时的气缸容积之间的比率。从内燃机诞生的那天开始,由于活塞、连杆和曲轴的相对位置是固定不变的,所以压缩比也是固定不变的。

“吃得少跑得快”可变压缩比技术这么神?详解VC-Turbo

压缩比越高,活塞顶部距离气缸顶部的距离就越近,所形成的燃烧室容积也就越小。比如一台排气量2.0升的四缸发动机,每个气缸的容积是等分的500毫升,如果压缩比是10:1,燃烧室的容积就是50毫升,如果压缩比达到12:1,燃烧室的容积就只有41.6毫升了。更小的燃烧室容积,带来的结果就是更高的燃烧效率,但是燃烧室的极限温度也会更高。这就产生了一个问题,那就是汽油有可能因为高温而发生无控燃烧,这就需要汽油具备较高的抗自燃能力。由于这种自燃会产生爆燃式的烈焰,同时也会引发活塞和气缸之间的震颤,所以被称为“爆震”。汽油的标号越高,抗爆震能力就越强,当然制造成本也就更高。

“吃得少跑得快”可变压缩比技术这么神?详解VC-Turbo

汽车诞生了130余年,但是汽油发动机的压缩比30年前还普遍低于10:1,涡轮增压汽油机更普遍低于8:1,一方面当时的汽油炼化技术有限,高抗爆震能力的汽油还不普及。另一方面就是当时发动机管理控制技术还很落后,只能通过较低的压缩比来尽量避免爆震的发生。直到多点电喷技术的逐渐完善,压缩比才越来越高,汽油缸内直喷技术的普及,将自然吸气汽油发动机的压缩比推高到了11:1甚至更高。不过当压缩比高于12:1时,爆震的控制会非常困难,涡轮增压发动机压缩比超过10:1以后也存在这个问题。

“吃得少跑得快”可变压缩比技术这么神?详解VC-Turbo

这时控制爆震的方法通常是增加喷油量并延后点火时间,也就是通过不充分燃烧的汽油来降低燃烧室温度,这样的结果不仅增加了油耗,损失了动力,还产生了大量积碳,对发动机相当不利。如果可以改变压缩比,就可以从根本上避免爆震的发生,让发动机一直处于最佳的工况之下。

“吃得少跑得快”可变压缩比技术这么神?详解VC-Turbo

这项研究其实很早就开始了,Saab(萨博)曾经在2000年日内瓦车展上展出了SVC可变压缩比发动机,这是一台缸体上半部可以轴向滚动的发动机,与气缸体外壳柔性连接的缸体上半部可以沿曲轴方向滚动4度,这样就可以使压缩比在8:1和14:1之间切换。这台发动机采用了增压值高达2.8 bar的机械增压器,机械增压器在低压缩比模式下工作,可以让这台排气量仅1.6升的五缸发动机输出225马力,综合油耗可以降低30%。

“吃得少跑得快”可变压缩比技术这么神?详解VC-Turbo

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