内燃機有一個極為重要的技術參數，叫做“壓縮比”。壓縮比很簡單，就是活塞運行到下止點時最大氣缸容積，與活塞運行到上止點時最小氣缸容積的比值（如下圖）。

圖示：何謂内燃機壓縮比。

下面這個公式，是奧托循環的熱效率公式，非常明顯，壓縮比越大，熱效率越高。所以，提高壓縮比，一直是内燃機的重要技術發展方向。

同等條件下，壓縮比越大，内燃機熱效率也越高。

日前，東風日産舉辦了一場“VC-TURBO可變壓縮比渦輪增壓發動機拆解會”，以實物拆解的形式，向媒體展示了即将搭載在東風日産第七代天籁上的這台“VC-TURBO可變壓縮比渦輪增壓發動機”。這裡的所謂“VC”不是“風險投資”的意思哈，而是指“Variable Compression Ratio”——就是“可變壓縮比”的意思。

據說，這是目前世界上唯一量産的車用可變壓縮比發動機哦。

首先青主要澄清一下講師的一個錯誤，他一上來就說，“壓縮比越大，越省油，燃油經濟性越高；壓縮比越小，動力越強”——這顯然是一個錯誤的表述。

實際上，一般而言，同等條件下，壓縮比越大，内燃機不僅熱效率越高、油耗越低，而且動力性能也越強。這是很容易理解的，可燃混合氣壓縮得越厲害，溫度也越高，點火之後膨脹比才越大，才能爆發出更大的動力，輸出更大的功率。如果壓縮比越小動力越強，那幹嘛還要壓縮呢？

這位講師用不同類型的發動機進行對比，下面這張PPT裡有自吸也有增壓發動機，有奧托循環也有阿特金森循環，發動機排量也不一樣，技術水平（年代、品牌）各不相同，他據此得出“壓縮比越小，動力越強”的結論，就是典型的歸納錯誤——沒有在同等條件下去總結。如果這樣歸納，同樣在這張PPT裡，明明存在壓縮比低，升扭矩也低的例子嘛，那又作何解釋呢？

早期的發動機壓縮比都比較低，随着技術水平的提升，内燃機壓縮比不斷提高，遠的不說，就看最近十來年：2006年第六代凱美瑞的2.4升汽油機，壓縮比是9.8，第八代凱美瑞的2.5升汽油機壓縮比顯著提高到了13.0；第七代雅閣2.4升汽油機，壓縮比是9.7，九代雅閣2.4升發動機提高到11.1；日産天籁也一樣，2006款天籁2.0升發動機壓縮比是10，2018款天籁2.0升發動機則是11.2（下表）。

從表中我們也可以看到，無論是雅閣、天籁，還是凱美瑞，和以前相比，發動機壓縮比都有不同程度提高，同時動力也顯著提升，當然，油耗也有顯著降低。業内享有盛譽的馬自達創馳藍天技術，核心就是高壓縮比發動機，通過超高壓縮比實現了強動力和低油耗兼得。

需要說明一下的是，動力和油耗的改善不完全是壓縮比提升所導緻的，還有很多其他因素，但是壓縮比顯然是關鍵原因之一。

事物總是有利有弊，有百利而無一害的事情現實中是不存在的。高壓縮比帶來的最大弊端就是發動機爆震。爆震的害處極大，會導緻噪聲和振動加大、油耗增加、排放惡化、動力下降，而且會嚴重影響發動機使用壽命。爆震是車用發動機必須避免的一種情況。

高壓縮比最大的問題是會造成爆震。這張PPT也明确了，壓縮比高，動力更好，而非更弱。

爆震的發生和壓縮混合氣的溫度直接相關，壓縮比過高，混合氣溫度太高，就容易導緻爆震。增壓發動機由于燃燒室溫度更高，所以壓縮比一般也低于自吸發動機，就是這個道理。

此外，不同發動機轉速下，對應的爆震臨界壓縮比是不同的。發動機轉速越高，對應的臨界值越低（見下圖）。固定壓縮比的發動機，隻能在發動機工作轉速範圍内，取最低值。

顯然，這不是最好的辦法。如果壓縮比可以随着不同工況而改變，在任何情況下都保持最大的臨界值，那麼就能實現發動機不同轉速、不同工況下的最大熱效率和最強的動力性能。這就是可變壓縮比發動機的開發目标。

可變壓縮比發動機，可在不同工況下，将壓縮比保持在不同的最大臨界值，将熱效率和動力性能保持在最佳狀态。

可變壓縮比的想法，行業裡早就有了，也誕生過各種不同的技術方案，但是這些方案都沒有得到真正的應用，因為要麼可靠性不高，要麼難以批量生産，要實現可變壓縮比不難，難就難在要确保可靠性，要易于大批量制造，而且還不能增加太多成本。

這些方案都可以實現壓縮比可變，但因為都有難以克服的不同缺點，都沒有真正投入量産。

日産汽車曆經20年的潛心研發，終于取得了成功，發明了“VC-TURBO可變壓縮比渦輪增壓發動機”。該技術方案，在曲軸下面增加了一個多連杆機構，由電機控制這個連杆機構，來改變活塞連杆與曲軸的鍊接位置，等于改變了活塞下止點位置，以此來實現不同的壓縮比。

從基本概念提出到最終量産，日産的可變壓縮比技術曆經了20年曆程。

日産的這台VC-TURBO發動機，壓縮比可以在8：1-14：1之間無極變化，再輔以雙噴射、可變流量機油泵等其他先進技術，最終這台2.0T發動機燃油經濟性提升了25%以上，動力性能超越了日産3.5升自吸發動機。

日産VC-TURBO的壓縮比可變原理。

日産VC-TURBO發動機做功行程連杆垂直運動，活塞沒有橫向沖擊力，可以提升功率，延長壽命。

日産VC-TURBO發動機的這套壓縮比調節機構，雖然看起來比較複雜，但其實主要都是由軸、銷、軸承、襯套等一般機械要素構成，易于加工；由于這套連杆機構可以安裝在原有的平衡軸位置，所以，發動機的規格（外形尺寸）基本也沒有改變。

除了實現了壓縮比可變，VC-TURBO發動機的活塞運動更加接近正弦曲線、因此比一般4缸發動機振動也更小。做工行程，VC-TURBO發動機的連杆是垂直向下運動，活塞不會産生橫向力，因此也沒有橫向摩擦，進一步提高了發動機功率，延長發動機壽命。

日産這台VC-TURBO發動機，率先應用在英菲尼迪QX50上，即将上市的第七代全新天籁上也将搭載這台發動機，在實現185千瓦、380牛米的最大動力輸出的同時，新天籁的綜合油耗将低至百公裡6.6升。

文 | 青主

(本文僅為作者個人觀點，不代表DearAuto、青主評車立場。)

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