有這么一種說法，人類的大腦只有10%被開發(fā)利用，絕大部分人都沒有主動去開發(fā)的意識，剩下90%的腦細胞都在休眠，直到死都沒有被利用，這個說法有幾成可信我也不能肯定。

但腦子是個好東西，當然能用的越多越好。同樣的，汽車發(fā)動機也是個好東西，但被開發(fā)的也十分有限，就拿發(fā)動機性能的重要指標熱效率來說，目前做得最好的廠商也只做到40%左右，加上其他的性能指標，內(nèi)燃機還有巨大的開發(fā)空間。

雖然空間巨大，但目前發(fā)動機的研發(fā)逐漸遇到瓶頸，已經(jīng)“武裝到牙齒”，各種技術(shù)的應用已經(jīng)爐火純青。

當年“頂配”的技術(shù)都已下放到入門車型上了，雖然各家的技術(shù)路線有所不同，但實現(xiàn)的效果大同小異，鮮有革命性的技術(shù)誕生。 

發(fā)動機技術(shù)發(fā)展的最終目標只有一個，就是提高效率，而如何去提高呢？除了增強本身的輸出，降低損失之外，另一個關(guān)鍵就在于“可變”。

發(fā)動機的出力和人用力一樣，你提起一1KG的東西用的力和提10KG的自然不同，大腦會幫你判斷，肌肉出多少力可以調(diào)節(jié)。但發(fā)動機不會變啊，總是“全力以赴”就太浪費了，最初變速箱的誕生就是為了調(diào)節(jié)“發(fā)力”，再之后還有氣門正時可變，氣門升程可變，進氣歧管可變，渦輪截面可變，循環(huán)可變，工作缸數(shù)可變等等。

這些“可變”技術(shù)的目的都是在適當?shù)臅r候出適當?shù)牧Γ渲杏幸粋€關(guān)鍵參數(shù)各大廠商一直想做到可變的，苦于成本與可靠性等原因，可變壓縮比一直沒能實現(xiàn)量產(chǎn)。

談壓縮比先要了解發(fā)動機的基本姿勢，就是大家熟悉的活塞運動，當活塞頂?shù)阶钌系臅r候，我們說是達到氣缸的上止點，當活塞拉到最下的時候，就是到了氣缸的下止點。

可以腦補一下，當活塞在下止點的時候，氣缸里的容積是最大的，相反，在上止點的時候容積是最小的，這兩個容積的比值就是我們說的壓縮比了。

關(guān)于枯燥的物理公式就不給大家復制了，我們只需要了解，汽油和空氣進入氣缸，經(jīng)過壓縮之后燃燒速度更快，更容易點燃，壓縮比越大壓縮強度也越強。

在燃油量相同的情況下，提高壓縮比，發(fā)動機的性能與效率隨之增強，劃個重點就是壓縮比越高能效就越高。

那壓縮比就越高越好唄，還弄什么可變，這里就帶出一個大家熟悉又陌生的詞“爆震”。我們再復習一下發(fā)動機基本姿勢，活塞壓縮→火花塞點火→燃燒產(chǎn)生能量，爆震就是夾在了壓縮和點火之間。

如果壓縮壓的太狠，也就是壓縮比太高，有可能就直接把汽油和空氣給壓爆了，火花塞再點火的時候又爆一次，兩個爆炸撞到一起會怎樣？震震震~啊，所以壓縮比太高也不行，特別是進氣量和噴油量特別大的時候。那咋整？接著往下看。

在說可變壓縮比之前，我們先搞清楚另一個東西：實際壓縮比。剛剛說到壓縮比就是氣缸最大容積和最小容積之比，但是沒有規(guī)定一定要把燃燒室塞滿啊，我們知道氣門早就是靈活可變的了，氣門開多久開多大都可以控制，噴油量更是可以做到精準的控制。

發(fā)動機會通過傳感器去判斷負載，還有爆震的產(chǎn)生等，通過這些因素去決定進多少氣噴多少油，雖然燃燒室的大小沒變，但油氣的量改變了，因此實際壓縮比基本都是在變化的。

那我們說的壓縮比可變，也就是改變?nèi)紵业拿娣e，只是脫褲子放屁？顯然工程師也不傻…今天就通過日產(chǎn)的VC-TURBO，也是全球首款量產(chǎn)的可變壓縮比發(fā)動機，來給大家解釋一下可變壓縮比的巨大價值。

剛說到實際壓縮比是可變，但也是因為燃燒室的面積沒變，其壓縮比的上限是固定的，也就是我們通常在發(fā)動機參數(shù)中看到的壓縮比，就是最高限值了。

那這個限值是怎么標定的呢？我們先理清一下簡單的邏輯，首先進氣量大動力會更強，但是壓縮的太厲害容易產(chǎn)生爆震，那為了動力更強，只能把壓縮比調(diào)低，那壓縮比低了，效率會變低，就會變的費油，因此工程師必須在油耗與動力之間權(quán)衡利弊，最后標定一個壓縮比。

我接著延伸，我們都知道渦輪的作用就是增加進氣量，從而實現(xiàn)更好的動力，因此不難發(fā)現(xiàn)渦輪增壓發(fā)動機的壓縮比普遍比較低（從這個角度去看“渦輪省油”就是個偽命題，這個問題大家有興趣我們?nèi)蘸笤倭模?/p>

而自然吸氣發(fā)動機則不存在這個問題，因此造自吸的廠商都拼命提高壓縮比，例如豐田和馬自達等（這又是另外一個有意思的話題‘’日系和歐系車的風格差異”，還是日后再聊）。

這就帶出日產(chǎn)VC-TURBO牛逼之處了，同時實現(xiàn)了渦輪的強動力與自吸的省油。這款發(fā)動機的壓縮比可以在8:1到14:1之間無極的調(diào)整，這是一個什么概念。

“最強2.0T”的奔馳AMG A45的壓縮比只有8:1左右，而為節(jié)油而生的豐田普銳斯的壓縮比是14:1。搭載VC-TUBRO的天籟可以做到百公里加速6.4秒，官方發(fā)布的綜合油耗為百公里6.6L，相信實測也不會有太大的出入。

可變壓縮比的工作邏輯基本就是需要增強動力時，渦輪增壓值增大，把壓縮比調(diào)低，進氣量與噴油量加大實現(xiàn)強動力；動力需求沒那么大的時候，渦輪增壓值減小，把壓縮比調(diào)高，用相對較少的空氣與汽油滿足需求。

其實說復雜也簡單，就是通過電機把活塞抬高，活塞上止點升高了，燃燒室的面積隨之縮小小，壓縮比就高了；電機把活塞拉低一些，活塞上止點降低了，燃燒室面積隨之變大，壓縮比就低了。

具體實施起來就是下圖的多連桿結(jié)構(gòu)，電機旋轉(zhuǎn)推動連桿，連桿轉(zhuǎn)動凸輪，凸輪把活塞頂高。實現(xiàn)原理并不復雜，其實也有很多廠商提出過類似的技術(shù)方案，之所以日產(chǎn)最終能量產(chǎn)，主要滿足了幾個關(guān)鍵條件。

可靠性，這個是所有發(fā)動機技術(shù)的基礎(chǔ)，沒有可靠性的保障剩下的都是空中樓閣，再先進的技術(shù)也沒有價值。據(jù)廠商提供的資料，這款發(fā)動機經(jīng)過了30000小時的臺架技術(shù)測試，3000000公里的等效道路測試，經(jīng)過了足夠的耐久測試才投放市場的。同時這款發(fā)動機在多連桿活塞上用到的軸、銷、軸承、襯套等都是常見的機械零件，可靠性和耐久性都是經(jīng)過驗證的。

其實主流的主機廠都會非常重視耐久性測試，配備全套的測試設(shè)備，因為測試的緣故，產(chǎn)品研發(fā)的周期相對也比較長，這也是我們購車是更傾向選擇一些有歷史有口碑的品牌的一大原因。

制造性，就算有了一套切實可行的方案，也要能造的出來，上文提到這款發(fā)動機用到的都是常見的機械組合，常規(guī)供應商也能按要求制造，并且成本也可以控制住。另外可變的壓縮比的活塞只通過一個驅(qū)動器與控制軸就能實現(xiàn)對四個氣缸的控制，可以控制體積和實現(xiàn)輕量化。

因為獨特的結(jié)構(gòu)，這套活塞的擺動幅度更小，因此兩側(cè)的橫向沖擊力也隨之減小，更加耐磨。同時幾個連桿的活動相互抵消震動，達到更好的減震效果，有些四缸發(fā)動機甚至需要加裝平衡軸來實現(xiàn)這個效果。另外諸如VVT、雙噴射系統(tǒng)、可變流量機油泵等等，相比可變壓縮比都算是“常規(guī)操作”了。

那這樣一款發(fā)動機該加幾號汽油呢？大家應該都知道汽油的標號是其辛烷值的高低，也就是抗爆震能力的強弱，爆震和壓縮比的關(guān)系上文也解釋了，因此就和大家想的一樣，壓縮比不固定，汽油標號也不需要固定，這款發(fā)動機可以適應多種標號的汽油，只是想要最佳的動力表現(xiàn)當然還是需要高標號的汽油。

其實這就是一場能效與動力之間的博弈，可變壓縮比的實現(xiàn)讓他們可以和諧共處，就如開篇所訴，其真正的意義就在于“靈活用力”提高能效。

很多人認為已經(jīng)沒必要花費大量的成本去研發(fā)發(fā)動機了，新能源車的時代已經(jīng)來臨了，但我認為至少現(xiàn)在還沒能完全代替燃油車，尚缺少一個“完美”的解決方案。

而每一個潛心研究發(fā)動機的廠商都值得被尊敬，因為發(fā)動機不僅是一種工具，還是一種工業(yè)藝術(shù)品。除了復雜精致的機械結(jié)構(gòu)勾勒出的美感，至今其仍然擁有巨大的待開發(fā)空間，制造出更精巧更高效的機器，又何嘗不是一種藝術(shù)成就。