涨姿势 | 压缩比怎么就可变了?让你见识见识技术的伟大!

发表于 讨论求助 2023-05-10 14:56:27

这段时间英菲尼迪可谓是混的风生水起啊!为啥?因为人家最近把可变压缩比技术成功量产了。据说从此以后,英菲尼迪就要正式甩开奔驰,成功奔向幸福的未来了,(英菲尼迪一直在使用奔驰的M274 2.0T发动机)。所以呢,今天途爷就要跟大家聊聊这个超级难产,又比宝马注水发动机还要脑洞大开的逆天黑科技——可变压缩比发动机技术。光看这么长的名字应该就不难猜出来这项技术的复杂程度吧。事实上呢,它也是一项十分复杂的技术。废话貌似说的有点多,咱们还是切正题吧。

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压缩比是个啥?

上图就很清楚的说明了压缩比的含义。把吸入气缸的混合气压缩成一个很小的体积,这两个体积的比值就是压缩比。这就好比黑心工厂压榨工人血汗一样,一个道理。压缩的越狠,爆发的能量就越强。但是呢,压缩工人的血汗也是讲究技巧的,您也不能一直往死里整,终归得有个度。所以呢,为了衡量这个压榨的程度,就有了压缩比这么个指标,可以反映出发动机对混合气体的压缩程度。

2
压缩比跟性能有啥关系?

不论是涡轮增压的还是自然吸气的,压缩比,永远是一个汽油机避不开的话题。需要最大程度压榨混合气的能量,就需要提高压缩比;然而这个过程本身又会导致爆震的发生,从而降低发动机工作寿命与性能。

(左边是正常燃烧,右边属于不正常燃烧)

途爷TIPS:

爆震:一种发动机混合气不正常燃烧的现象。一般由于压力过高导致。此时火焰传播速度和火焰前锋形状发生急剧的改变,产生爆燃现象。而伴随着爆燃现象的震动,称之为爆震。它是一种非常有害的现象。

一般情况下,对于自然吸气发动机,为了能够最大程度压榨燃油的能量,都会将压缩比提升到很高。比如马自达创驰蓝天技术就把自然吸气发动机的压缩比提升到了13:1,而且未来还会提升至18:1。这样可以很好的保证使用效率。但是自然吸气的高速特性却无法和增压机相抗衡。

而对于增压发动机而言,由于增压器会将高压空气吸入气缸,导致气缸内压力很高,所以此时就不能再采用高压缩比来过分压榨工人血汗了。否则压榨太狠,工人们显然会罢工不干的。所以一般增压发动机压缩比都不会设计太高,尤其是那些重型发动机,比如斯巴鲁翼豹的那台2.5T就只有8.2的压缩比。

压缩比降低后,增压器开始工作时的问题算是解决了,可新的问题又来了。这种低圧缩比设计会导致发动机在增压器没有介入时的燃烧效率非常低此时没有高压空气进入气缸,气缸内的压缩压力也不是很大,没有了老板的压榨,“工人们”又会开始消极怠工,影响工作效率。导致燃油被白白浪费掉。而我们平时开车经常会面对的,正是这个费油的转速区间……


如果能有一种技术,可以让发动机压缩比改变,需要高的时候就能高,需要低的时候还能低,想必是极好的,油耗水平应该也是极好的……

3
所以可变压缩比技术还是为了省油


在发动机负荷较低,转速较低时发动机可以自己调节成高压缩比模式;而到了增压器正常工作时,转速较高时发动机又可以自己降低压缩比。这时发动机在任何工况下都能很好的保证燃油利用率,每一滴油都能恰到好处的发挥其最大威力,省油的同时发动机也会给力不少,同时,尾气排放的污染物也会降低很多。

   英菲尼迪的VC-T发动机是这样变压缩比的   

看图。这台发动机可以通过谐波传动器来驱动控制轴和控制臂来调节曲轴与活塞的相对运动位置,从而实现发动机8:1-14:1的压缩比变化。同时这台发动机还可以实现阿特金森-奥托双循环据说能耗可以降低27%。

   其实早在英菲之前就有不少厂家尝试过了   

其实可变压缩比这种技术并不是今年才被提出的,而且,也不止英菲尼迪一家在尝试。早在上个世纪80年代末,萨博就已经提出了可变压缩比的概念,并取得了相关专利,名为“SVC”。那时候萨博一直希望通过改变气缸盖的位置来使缸筒改变,从而达到变压缩比的目的。但是由于必须单独为缸筒设计冷却、密封等结构,况且至今也还没能发现符合需求的连接材料,所以一直都没有被量产。

(萨博是这样构思的)

除了萨博,日产汽车其实也搞过这个东西,命名为“VCR”。和英菲尼迪的技术类似,日产VCR也是通过改变曲柄销位置来变压缩比的。

(日产是这样构思的)

(法国人是这样想的)

标致雪铁龙其实也干过这事。名为“VCRi”可变压缩比技术,据说压缩比可变范围为7:1至20:1,百公里综合油耗可以达到为6.7L,二氧化碳排放量为每公里158g。无独有偶,标致雪铁龙的技术也是通过改变曲柄销位置来实现变压缩比


遥想当年,DOHC还是少数实力派的标杆,VVT也还是神秘莫测,到今天,缸内直喷都已经满街跑。随着时代的进步,工艺水平的逐步提升,内燃机正在逐步遭遇边缘化。但无可否认的是,在新能源车技术仍不成熟的当下,内燃机仍然是主力军,所以围绕它身上的技术依然值得人们深挖。遥想当年,调节化油器,清洗油针还算是技术活儿,而现在连发动机压缩比都能说变就变,途爷不禁感慨,这就是技术的伟大啊!


最后,途爷在此插播一条信息。由于这几天出差在外,所以没能及时回复几位后台网友的留言,所以在此,途爷特别插播一条信息。

网友@肖哒啵 朋友提问的那辆汽车名为光冈女王,属于一个比较奇葩的日本品牌。

网友@潜水高手 朋友提问的有关车型对比的问题,途爷会在下一期的途途问道中进行解读。

另外,还有一事,就是眼瞅着教师节快到了,途爷想着想着就想到了那个给途爷在汽车的道路上启蒙人,所以,途爷决定在教师节,要专门为我们在汽车道路上的启蒙者撰稿一篇。所以,各位看官朋友们也不妨回忆一下让自己在爱车道路上深受启发的人或事,直接后台留言给途爷即可。



途爷
有话说

早先我们觉得可变气门技术不可思议,但今日早已成为家常便饭;早先我们觉得缸内直喷希望渺茫,但如今却已经比比皆是。只是,从发现到完善的过程可能并不一帆风顺。可变压缩比的技术结构本身比较复杂,所以,虽然英菲尼迪成功做了第一个吃螃蟹的人,但是真实效果如何,还有待时间的考验,毕竟消费者可经不起那份儿折腾。

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