可变压缩比技术对比分析

三种发动机可变压缩比技术对比分析吴克麟2220140198①萨博SVC②法国MCE-5③日产VCR主要内容为什么要可变压缩比改变压缩比的方法介绍三种可变压缩比技术可变压缩比的总结压缩比压缩比就是指气缸的总容积与燃烧室容积的比值汽油机：8-10柴油机：16-20为什么要可变压缩比？汽油的燃烧特性导致了汽油发动机的混和气压力不能太高。如果气缸内的压力超过了临界值，汽油就会在点火之前被压燃，这种现象被称为爆燃，会对发动机带来很大的伤害。涡轮增压降低压缩比（低于自然吸气发动机的压缩比）增压迟滞，低速时燃烧差如何解决？可变压缩比高速时，低压缩比低速时，高压缩比改变压缩比的方法大致上可分为在运动部分采用可变机构和在静止部分采用可变机构。在运动部分采用可变机构可分为：（a）活塞上部活动方式（b）采用活塞销偏心衬套方式（c）采用曲柄销偏心衬套方式在静止部分采用可变机构可分为：（d）多连杆方式（e）汽缸盖活动方式（f）曲轴主轴颈偏心衬套方式（g）燃烧室容积可变方式三种可变压缩比技术SVC发动机的气缸盖和气缸体是动态连接在一起的，气缸盖与气缸体通过一组摇臂连接（图中的桔黄色部分），摇臂能在ECU的控制下改变一定的角度，从而改变了燃烧室的体积，也就是说，压缩比也同样被改变了。（1）萨博的SVC可变压缩比技术14:1CR8:1CR（1）萨博的SVC可变压缩比技术优点：结构简单，只比普通发动机多出了一套摇臂装置可以采用更高的增压压力（2.8bar），比保时捷911Turbo的1.94bar要增加很多SVC发动机1.6L，它能产生225匹的最大功率和304牛米的最大扭力，动力与本田的3.2升V6发动机相似，而油耗却非常低——比普通相同功率发动机能减少超过30％的燃油消耗发动机的ECU能通过传感器传出的信息来判断汽油的标号，并选择最适合的压缩比。缺点：可活动部分的质量大，其移动需要很大能量密封问题（2）日产VCR可变压缩比发动机（2）日产VCR可变压缩比发动机（2）日产VCR可变压缩比发动机优点：该多连杆机构中，活塞的往复运动几乎接近正弦曲线此外曲柄销杠杆具有扩大行程达到原来1.3倍的功能，所以能够缩短曲柄臂长度并提高曲轴的刚性。缺点：发动机外型尺寸和质量增加很多由于可活动部分增加而导致摩擦损失相应增加振动明显（3）法国MCE—5可变压缩比发动机连杆大头控制杆控制杆凸轮轴控制齿杆曲轴摆杆导向轮滚子导向活塞MCE-5本质上也属于多连杆发动机（3）法国MCE—5可变压缩比发动机（3）法国MCE—5可变压缩比发动机优点：该发动机的压缩比可以从8:1到20:1做无级的变化，压缩比从最大到最小的变化过程仅需约0.1s，且具有很高的精度工作过程中没有撞击和噪音以及活塞侧向力，摩擦损失也大幅的下降。这种发动机热效率可提高20%，燃油经济性可提高35%MCE-5发动机技术只涉及发动机缸体改变，缸盖和燃烧室的设计不受可变压缩比的影响，这种发动机适应现有的和未来的战略，适宜与汽车的匹配缺点：研发成本较高发动机尺寸、重量大幅增加除了以上机构和车企致力于可变压缩比发动机研究,另外还有很多公司，像德国FEV公司采取的曲轴偏心移位的可变压缩比技术、Gomecsys公司采取的曲柄销移位可变压缩比设计、本田汽车公司的Atkinson循环的结构的可变压缩比技术，Daimler-Benz公司采用的是可变活塞高度设计，瑞典Lund技术学院提出了一种采用了第二活塞的设计方案究。总结可变压缩比的优势：提高了发动机的热效率，很大程度上改善了发动机的燃油经济性具有良好的燃料适应性，因为可变压缩比汽油机总是以最适合于所选用的燃料的压缩比工作有利于降低排放相同输出功率的情况下结构可以更紧凑，达到小排量大功率、大扭矩兼顾部分负荷时的燃油经济性和大负荷时的动力性，改善发动机低速动力性能的同时还避免燃烧过程中的爆震风险总结存在的问题：VCR发动机一般都结构复杂，通常都需要对发动机进行大幅度改变，加工困难新增的部件使发动机的摩擦、振动增加，也使发动机的质量增加，这些大质量体的移动会耗费很大一部分能量适时准确的改变压缩比需要相应的高精度控制设备，匹配困难密封性问题研发成本高2000