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20年研发出来的牛X技术!日产告诉你啥叫最强动力!

2018-12-25 18:17 来源: 玩车教授

从四冲程发动机诞生之日起,工程师就不断对它进行改良升级使之成为理想中的动力,经过上百年的发展,四冲程发动机已经成为汽车最高效可靠的动力之一,然而发动机工程师并没有因此停下脚步,因为现有的技术还没有达到理想化的水平。

20年研发出来的牛X技术!日产告诉你啥叫最强动力!

在研发工程师看来,理想中的发动机应当将效率和性能都达到最大化,为了向这个目标迈进,工程师将许多新技术都应用到了目前量产发动机上。在这些新技术当中,有些是很容易实现的,而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。

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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。

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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

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日产VC-TURBO智控引擎(可变压缩比涡轮增压发动机)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(L-link),多连杆一端接活塞连杆另一端接偏心轴的连杆(C-link),偏心轴(Controlshaft)又与右侧的电机控制臂连接(A-link)。电机(Electricmotor)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。

20年研发出来的牛X技术!日产告诉你啥叫最强动力!

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。

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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。

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