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[汽車之家 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)] 如果讓我舉一件今年國(guó)內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域最重要的事件，我會(huì)選4月12日的日產(chǎn)VC-TURBO可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)在東風(fēng)日產(chǎn)鄭州工廠正式下線這件事。日產(chǎn)這款VC-TURBO 2.0T可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)是全球首款量產(chǎn)可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，是日產(chǎn)工程師經(jīng)過(guò)20年時(shí)間研發(fā)的技術(shù)結(jié)晶，相比現(xiàn)款日產(chǎn)2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)能降低27%的油耗。該發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化降低了其制造成本，使得中國(guó)消費(fèi)者能夠以更實(shí)惠的價(jià)格享受到擁有全球領(lǐng)先技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，也大大增強(qiáng)了日產(chǎn)車型動(dòng)力系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力。今天我們就通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拆解來(lái)了解下VC-TURBO可變壓縮比“黑科技”究竟是怎樣一回事。

● 與競(jìng)品參數(shù)對(duì)比

已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)的日產(chǎn)2.0T VC-TURBO可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)代號(hào)為“KR20DDT”，目前已經(jīng)搭載在今年6月份上市的東風(fēng)英菲尼迪2018款QX50之上，此后也將搭載在本月18日上市的東風(fēng)日產(chǎn)全新天籟(參數(shù)|詢價(jià))車型之上。

搭載2.0T VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)的英菲尼迪QX50和同級(jí)競(jìng)品相比，在最大功率數(shù)據(jù)上有一定優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)出可變壓縮比技術(shù)在動(dòng)力輸出性能上的優(yōu)勢(shì)。但從下表我們也可以看到，低扭輸出性能較強(qiáng)的奧迪2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)（1600rpm時(shí)就能輸出370N·m最大扭矩），雖然最大馬力和峰值扭矩參數(shù)并不突出，但能夠?yàn)檐囕v提供更好的加速特性，在0-100km/h加速測(cè)試中獲得更好的成績(jī)，而且奧迪Q5L上面這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗表現(xiàn)也是可圈可點(diǎn)的。

據(jù)官方介紹，實(shí)際上KR20DDT發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)調(diào)校也能夠在1500rpm輸出最大扭矩，但受制于QX50上搭載的那臺(tái)型號(hào)較舊的CVT變速箱，最大扭矩輸出轉(zhuǎn)速被調(diào)高了。等到新車型換用新的變速箱后，KR20DDT發(fā)動(dòng)機(jī)被“封印”的低扭才會(huì)被完全釋放。

● 可變壓縮比是怎樣實(shí)現(xiàn)的？

從本文標(biāo)題你們或許已經(jīng)看出一點(diǎn)端倪，可變壓縮比技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)有二十多年歷史了。薩博（Saab）在上世紀(jì)80年代末開始研究可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)可移動(dòng)的氣缸蓋和缸筒來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮比的改變，并在1990年申請(qǐng)了相關(guān)技術(shù)專利，之后推出了SVC可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)。自此各整車廠商便開始可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的研究。

為了規(guī)避專利訴訟，各廠家實(shí)現(xiàn)可變壓縮比的方式不盡相同，驗(yàn)證設(shè)計(jì)概念的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)目不少，但基本上都未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，原因集中在可靠性、耐久性、小型化、運(yùn)轉(zhuǎn)效率等問(wèn)題上面。

據(jù)官方稱，日產(chǎn)這款2.0T VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)資金高達(dá)200億美元，究竟這款日產(chǎn)斥巨資開發(fā)出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)什么方式來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮比改變的呢？下面我們一起來(lái)了解一下。

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『日產(chǎn)2.0T VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比機(jī)構(gòu)實(shí)拍視頻』

細(xì)心的朋友可能會(huì)注意到，VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，少了曲軸底部的平衡軸，沒有了平衡軸是不是意味著發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)就會(huì)變大呢？事實(shí)并非如此。VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)的多連桿結(jié)構(gòu)能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)更接近正弦曲線，有利于四個(gè)氣缸工作時(shí)產(chǎn)生的帶有相位差的振動(dòng)相互抵消，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的平順性。

與傳統(tǒng)的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，2.0T VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞/曲軸/連桿機(jī)構(gòu)增加了多個(gè)摩擦副。這理論上會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦，降低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率。但也是由于多連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，2.0T VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)上與活塞相連的那根連桿在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的擺動(dòng)幅度變小了，這使得活塞處于上止點(diǎn)時(shí)，連桿最大程度地保持垂直狀態(tài)，這樣在做功行程初期，點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的沖擊力不會(huì)使活塞產(chǎn)生較大的向氣缸壁擠壓的分力，降低活塞與氣缸之間的摩擦達(dá)44%，對(duì)沖了摩擦副增加造成的負(fù)面影響。

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『VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況對(duì)比視頻』

控制電機(jī)（帶位置傳感器的無(wú)刷電機(jī)）經(jīng)過(guò)減速器減速增扭后，通過(guò)A連桿來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸，偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)改變多連桿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從而同時(shí)改變四個(gè)氣缸活塞上止點(diǎn)和下止點(diǎn)的位置，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比能夠在8:1至14:1之間變化。據(jù)官方資料介紹，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比從14:1降低至8:1的過(guò)程中，活塞上止點(diǎn)下移了6mm，活塞行程由88.9mm增加值至90.1mm，排量由1970cc增加至1997cc。而發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比從14:1降低至8:1的用時(shí)大約為1.2秒。

● 可變壓縮比控制策略是怎樣的？

從2.0T VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)的MAP圖我們可以看到，該發(fā)動(dòng)機(jī)中低轉(zhuǎn)速、中低負(fù)荷工況采用的是14:1的高壓縮比，以提升發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性；高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速工況采用的是8:1的低壓縮比，一方面是為了輸出更強(qiáng)的動(dòng)力，另一方面能夠避免爆震的發(fā)生從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的平順性。而上述兩種工況區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)則會(huì)根據(jù)實(shí)際工況在14:1-8:1之間選擇合適的壓縮比。

從官方給出的資料來(lái)看，這套可變壓縮比系統(tǒng)是能夠連續(xù)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的。對(duì)于不同標(biāo)號(hào)或不同品質(zhì)的汽油，ECU會(huì)根據(jù)來(lái)自爆震傳感器的數(shù)據(jù)在全工況范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)微調(diào)壓縮比數(shù)值，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)油品的適應(yīng)性。雖然日產(chǎn)官方推薦該發(fā)動(dòng)機(jī)使用95號(hào)汽油，但使用92號(hào)汽油也是沒有問(wèn)題的，只是動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性會(huì)有所減弱而已，并不會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。除了油品的影響，ECU還會(huì)考慮環(huán)境溫度、冷卻液溫度、海拔（空氣密度）等參數(shù)來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)壓縮比。