這個(gè)世界總有一些反潮流者。比如,當(dāng)大家都認(rèn)為渦輪增壓才是內(nèi)燃機(jī)的最佳去路時(shí),馬自達(dá)卻站出來力推自然吸氣,而效果居然還不錯(cuò)。
此外,隨著混合動(dòng)力越來越受歡迎,大家都認(rèn)為只有加個(gè)電機(jī)才是有效解決油耗的辦法時(shí),日產(chǎn)卻推出了VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),這簡直是在逆勢而為。
但有趣的是,大家對(duì)這款發(fā)動(dòng)機(jī)評(píng)價(jià)似乎都不錯(cuò)。
在過去,有許多人、許多企業(yè)都嘗試過可變壓縮比這項(xiàng)技術(shù),只是至今為止,只有日產(chǎn)真正把它做了出來。而從PPT的數(shù)據(jù)上看,這款發(fā)動(dòng)機(jī)足夠“震動(dòng)”汽車圈很長一段時(shí)間。
為什么要改變壓縮比?
上海交通大學(xué)汽車工程研究院院長許敏教授表示:“想讓壓縮比可變是所有搞發(fā)動(dòng)機(jī)的人幾十年,甚至上百年,自從發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)明以來最大的夢想之一,甚至說就是最大的夢想也不為過?!?/p>
由此可見,可變壓縮比并非什么新概念,已經(jīng)有許多人前仆后繼地在苦苦追尋。
即便不了解壓縮比的人,大概也聽說過壓縮比越高,燃效會(huì)越好。當(dāng)然,這都是以合理為前提,于是我們看到了馬自達(dá)推出的壓縮比為13:1的汽油發(fā)動(dòng)機(jī),采用阿特金森循環(huán)。
雖然馬自達(dá)這款發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力并不厲害,但是油耗表現(xiàn)的確非常好。這說明了一個(gè)長期困擾車主們的問題——低油耗與高動(dòng)力不能兼得。
都說這世界沒有解決不了的難題,只有沒人去解決的難題,日產(chǎn)汽車就決定去做這個(gè)解題者。
雖然上世紀(jì)薩博就已經(jīng)開始研究可變壓縮比技術(shù),21世紀(jì)初包括豐田、標(biāo)致雪鐵龍等汽車巨頭也都做過相關(guān)研究,然而,只有日產(chǎn)真正讓這一技術(shù)做到了實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
這就是日產(chǎn)VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)需要?jiǎng)恿敵龅臅r(shí)候,就調(diào)低發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比,通過進(jìn)入更多的可燃混合氣來增大燃燒的能量。
當(dāng)需要降低油耗的時(shí)候,就調(diào)高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比,通過更高的燃燒效率來降低燃油的噴射量。
如此這般,就可以在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上兼得高動(dòng)力和低油耗兩種工況,完美!
VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)
在過去聽說的所有改變壓縮比的方案里,日產(chǎn)VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)提供的方案看起來既巧妙又容易理解,而實(shí)現(xiàn)壓縮比可變的驅(qū)動(dòng)器主要由三方面構(gòu)成:Blushless DC Motor、Harmonic Drive和Reduction gear。
汽車主流的內(nèi)燃機(jī)通過四沖程完成燃燒可燃混合氣制造動(dòng)力,而在這個(gè)過程中的主要部件——活塞在運(yùn)動(dòng)的過程中有了上止點(diǎn)和下止點(diǎn),壓縮比就是活塞下止點(diǎn)時(shí)的氣缸容積與上止點(diǎn)時(shí)氣缸容積的比值。
通常情況下,活塞連桿直接帶動(dòng)曲軸做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)里加入了偏心軸結(jié)構(gòu),然后加入一套諧波傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)控制臂的機(jī)構(gòu)。
通過改變活塞連桿下部多連桿的角度來改變活塞上下止點(diǎn)的位置,從而改變壓縮比。
相對(duì)比過去薩博那套需要改變中缸位置的技術(shù),日產(chǎn)VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)僅需要加入一套連桿機(jī)構(gòu)就能改變壓縮比,結(jié)構(gòu)上更加簡單而巧妙。
發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可以從8:1變到14:1,真正做到動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性兩者皆可達(dá)到最優(yōu)。
對(duì)比相同功率的V6發(fā)動(dòng)機(jī),燃油經(jīng)濟(jì)性能提高27%。除此之外,這臺(tái)VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)還有其他優(yōu)勢。
例如,它擁有多點(diǎn)噴射DIG和缸內(nèi)直噴MPI雙噴射,高負(fù)荷時(shí)可以并行工作,實(shí)現(xiàn)在一定轉(zhuǎn)速是自由切換。
又如,它擁有可變?nèi)紵h(huán),高壓縮比是采用阿特金森循環(huán)(省油),低壓縮比是采用奧拓循環(huán)(高動(dòng)力輸出),都是為了更均衡的燃燒。
還有集成式排氣歧管、缸體熔射技術(shù)、可變多路徑水冷控制、可變排量機(jī)油本等等,它不僅僅是可以改變壓縮比,時(shí)下潮流的技術(shù)都集于一身。
這就是VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī),將眾多的尖端技術(shù)都融合在了一起!
可靠性要如何保證?
當(dāng)然,通常新技術(shù)到來往往伴隨著各種質(zhì)疑。汽車是大宗商品,誰都不希望自己的愛車因?yàn)椴捎昧思みM(jìn)的技術(shù)而經(jīng)常返修。
對(duì)于可靠性方面,日產(chǎn)的高級(jí)工程師茂木克倒是非常有信心。
這臺(tái)VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)在上世紀(jì)末就已經(jīng)有了成型的概念,只是當(dāng)時(shí)工藝水平不高,難以降低成本。
如今20年過去,這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)依舊是目前最先進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)之一,可見當(dāng)時(shí)提出的這個(gè)概念是多么的前衛(wèi)。
搭載VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)的全新日產(chǎn)天籟ALTIMA
據(jù)了解,這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)擁有超過300項(xiàng)專利技術(shù),近百次原型設(shè)計(jì)。甚至還讓雷諾方程式團(tuán)隊(duì)參與到后期的測試中,就是為了確保發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性。
為了避免出現(xiàn)一絲的錯(cuò)誤,這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)用遠(yuǎn)高于普通發(fā)動(dòng)機(jī)的惡劣條件來進(jìn)行測試。
例如在確認(rèn)和隔離震動(dòng)的時(shí)候,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過了20000轉(zhuǎn);又如發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了30000小時(shí)的試驗(yàn)臺(tái)測試,以及300萬公里的道路測試。
一般來說,新技術(shù)的路試會(huì)用到50輛車,但是這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的試裝車達(dá)到了600輛,在全球范圍內(nèi)對(duì)于不同氣候和天氣進(jìn)行測試。
所謂信心,都是一步一步測試出來的!
鐘述
許敏教授認(rèn)為,當(dāng)日產(chǎn)這臺(tái)VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)推出的時(shí)候,其他品牌肯定會(huì)蜂擁而上研究可變壓縮比技術(shù),就像羊群效應(yīng)一般。
只不過從目前來看,該發(fā)動(dòng)機(jī)真正用在量產(chǎn)車上的效果如何?還是個(gè)未知數(shù)。
雖然茂木克也先生信心十足,認(rèn)為它在中國的油品下能應(yīng)付自如,但偌大的中國其實(shí)有著非常復(fù)雜的用車環(huán)境,可靠性這點(diǎn)仍然有待觀察。
不過,在混動(dòng)呼聲如日中天的當(dāng)下,日產(chǎn)的策略的確顯得頗為另類,也許,它會(huì)像馬自達(dá)那樣取得意外的成功呢。
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