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为什么需要可变压缩比？▲压缩比是什么：压缩比是指活塞将吸入的空气（混合气）压缩到什么程度。从下图我们可以很容易地理解，压缩比其实就是活塞位于下止点时气缸的总容积除以活塞位于上止点时燃烧室的容积。▲因为爆震当气缸内压力、温度过高时容易产生爆震，影响经济性的同时还会对损害发动机。汽油发动机的这个性质就决定了压缩比不能过高，需要根据发动机在满负荷的条件来确定最大压缩比值，以保证发动机在任何情况下都不会发生爆震。爆震•爆震是汽油机最主要的一种不正常燃烧，多出现在压缩比高时。它出现时发动机会产生一种高频金属敲击声，因此也叫敲缸。爆震轻微时发动机功率略有上升，严重时功率和转速下降，工作不稳定，发动机抖动严重，并会使发动机过热、冒黑烟。爆震的产生机理比较复杂，简单的说:如果正常燃烧时，火焰应该是从点火中心(火花塞)开始燃烧，并以30-70m/s的速度向周围传播至整个燃烧室。爆燃就是在火焰还没到来之前，由于某种原因(比如积炭或燃油牌号过低等)气缸内多点同时着火，局部压力和温度猛增，压力波在气缸内高频震荡，火焰传播速度在强烈爆震高达可达1000m/s。这就是爆震!发动机最佳工作状态就在爆震边缘!由于发动机通过节气门来控制进气量的多少，当发动机在部分负荷的情况下，由于进气过程产生节流，进气量减少。这时如果采用了高负荷时相同的压缩比，事实上会降低了有效压缩比。当在高负荷的时候，发动机不需要太高的压缩比，稍低的压缩比可以保证混合气不会过早燃烧，导致爆震；而在部分负荷的时候，发动机需要较高的压缩比，以实现更好的燃油经济性。▲可变压缩比第一次出现日产VC-Turbo简介实现可变压缩比技术的发动机被命名为VC-T或者VC-Turbo，全称为：VariablecompressionTurbo（可变压缩比涡轮增压发动机）。日产VC-Turbo的可变压缩比是怎么实现的？•▲1.可变压缩比•多连杆系统结构VC-Turbo在连杆结构上做了非常大的改变，从原本的一根连杆改变为多根连杆的结构，多连杆结构也是VC-Turbo发动机最大的亮点和难点之一。普通发动机与VC-T发动机的结构区别如何实现压缩比变化VC-Turbo发动机依靠多连杆系统和带有独特谐波减速齿轮的驱动电机来改变其压缩比。当驱动电机旋转时，驱动器连杆带动偏心控制轴旋转，改变控制连杆位置变化，从而带动L型连杆的高低变化，L型连杆的位置发生变化将最终导致活塞的上止点位置的变化，实现发动机压缩比变化。VC-Turbo压缩比变化•VC-Turbo发动机可以提高或降低活塞的上止点位置，使得压缩比发生变化，以此给发动机提供最合适的压缩比，实现不同工况下最佳的动力和燃油经济性。VC-Turbo发动机在最大压缩比和最小压缩比时的活塞上止点位置差异示意图当活塞运行到最高上止点时，发动机压缩比为14：1当活塞运行到最低上止点时，发动机压缩比为8：1在完成8:1-14:1压缩比变化的时间只需要1.2秒，在这1.2秒里意味着电脑已经判断好了当前所需的压缩比值和实现压缩比的变化。另外，如果不是需要在两个极端数值上做调整，那么它的调整相应速度会低于1.2秒。在活塞上止点不断发生变化的同时，相应的下止点也发生了变化，发动机的排量会在1997ml（压缩比8：1）和1970ml（压缩比14：1）之间变化VC-Turbo发动机在部分负荷的情况下，发动机调节至高压缩比，以提供更高的燃油经济性；而在需要动力、需要更大的功率和扭矩的工况下，发动机会调节至较低的压缩比，避免发生爆震。在使用过程中，VC-Turbo发动机可提供8：1（高性能）和14：1（高效率）之间任何数值的压缩比值。▲2.可变燃油喷射•VC-Turbo发动机结合了日产之前已有的技术来实现其压缩比可变，其中包括采用了两种喷射方式来实现喷油。VC-T采用了MPI（多点喷射）和GDI（汽油直喷）来平衡所有条件（不同压缩比）下的效率和功率为什么要采用两种供油方式？当压缩比小的时候，VC-Turbo发动机采用缸内直喷的供油方式；当压缩比大的时候，VC-Turbo发动机则采用歧管喷射的方式给发动机供油。▲3.可变燃烧循环VC-Turbo发动机搭载双循环，可以实现在奥托循环和阿特金森循环之间切换，从而在压缩比变化时，达到更佳的燃油经济性和最佳动力性。两种循环有什么不同？•奥托循环就是我们普通发动机的采用的燃烧循环；阿特金森循环能让发动机的膨胀比大于压缩比，从而提高发动机燃油效率。日产VC-Turbo发动机的阿特金森循环是靠进气门晚关来实现的。奥托循环在压缩冲程开始时，也就是活塞运行到下止点随后上行时，进气门开始关闭。阿特金森循环在压缩行程开始时，进气门并没有马上关闭，而是还需要等待活塞上行到一定高度之后，进气门才会关闭。将吸入的部分气体经过进气门反流排除气缸。•阿特金森循环下，压缩行程变短，膨胀行程不变，这就实现了膨胀比大于压缩比的效果，从而减少泵气损失，增大发动机有效功。在阿特金森循环下，VC-Turbo发动机通过正时可变控制系统控制进气门延迟关闭（允许进气门在压缩冲程短暂开启）。▲4.可变排量机油泵•为了配合压缩比的不断变化，VC-Turbo发动机还采用了可变排量机油泵。通过电子控制，可根据发动机在不同压缩比下对油压与摩擦需求的不同，给零部件精准输送机油，保证润滑。日产VC-T可变压缩比发动机实现了什么样的成绩•可变压缩比的VC-Turbo发动机与日产的自然吸气VQ35DE3.5LV6发动机综合性能相比毫不逊色，但与3.5LV6发动机相比，VC-Turbo的燃油经济性提高了27％，油耗低于同级2.0T；在动力方面则可以媲美日产3.5LV6发动机的性能。总结•可变压缩比技术的量产，不仅满足了驾驶者对动力和经济性的追求，还可以帮助发动机在将来很长一段时间内满足严格的排放要求。对于一个汽车企业来说，技术永远是第一生产力。目前日产已经把这款发动机搭载于天籁上，并于2019年上市，这意味着这款黑科技的发动机离我们已经不再遥远，似乎遥不可及的技术已经来到我们身边。