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可變壓縮比到底強在哪 解析日產(chǎn)VC-TURBO

2018年10月19日 17:45 來源:車訊網(wǎng) 作者:常啟蒙
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車訊網(wǎng) 報道】  活塞式內(nèi)燃機自19世紀60年代問世以來,經(jīng)過不斷改進和發(fā)展,已是比較完善的機械。它熱效率高、功率和轉(zhuǎn)速范圍寬、配套方便、機動性好,所以獲得了廣泛的應用。如今的汽車產(chǎn)業(yè),內(nèi)燃機主要分為自然吸氣以及渦輪增壓兩種表現(xiàn)形式。雖然自然吸氣也有比較出色代表機型,但不可否認的,渦輪增壓發(fā)動機已經(jīng)占據(jù)了更大的市場份額,而我們本文的主角日產(chǎn)VC-TURBO如何在眾多的渦輪增壓機型中脫穎而出呢?而作為這款發(fā)動機發(fā)明者之一的茂木克也先生也來到現(xiàn)場與我們一同分享。

  日產(chǎn)VC-TURBO技術(shù)的研發(fā)歷程:

  可變壓縮比技術(shù)的發(fā)展起源于1998年,采用了多連桿結(jié)構(gòu)明,擁有超過300項專利技術(shù)。

  此外,測試團隊在遠高于普通發(fā)動機工況的惡劣條件下,超過3萬小時試驗臺測試以及發(fā)動機達到每分鐘20,000轉(zhuǎn),來確認和隔離振動。

  在實踐方面,近600輛測試車在美國以及全球范圍內(nèi)超過300萬公里道路測試,對于不同氣候與天氣進行測試,進行了比一般引擎多12倍的測試保證VCT的耐用性及穩(wěn)定性。

  日產(chǎn)VC-TURBO的結(jié)構(gòu)原理

  日產(chǎn)VC-TURBO與普通渦輪增壓發(fā)動機都有活塞和曲軸這樣基本的構(gòu)造,一般的發(fā)動機每個氣缸活塞都和一根連桿連接,而日產(chǎn)VC-TURBO發(fā)動機是通過兩根連桿連接,實現(xiàn)連接活塞的構(gòu)造。

  在連接活塞和曲軸的連桿中間,還有一個菱形的連接桿,如果光是這樣連接的話就會導致活塞的不穩(wěn)定,日產(chǎn)的工程師在這個基礎(chǔ)上加上C-Link連桿,這個C連桿是和下面的空主軸相聯(lián)系,同時也是通過配置在右邊的電機實現(xiàn)。

  所謂壓縮比是指將吸入的空氣(混合氣)壓縮到何種程度,壓縮的越多,膨脹的越大,因此能做更多的功效率也就越高。

  日產(chǎn)VC-TURBO壓縮比的變化是從8變化到14,活塞上下范圍變化是在6mm。顧名思義,日產(chǎn)VC-TURBO可以自行判斷在不同工況下調(diào)整壓縮比的數(shù)值變化。

  日產(chǎn)VC-TURBO的優(yōu)勢

  既然可以根據(jù)不同工況調(diào)整發(fā)動機壓縮比的數(shù)值,那么具備最大的優(yōu)勢在于,在城市路況下以及比較擁堵的工況下,壓縮比的數(shù)值最高可以達到14,要知道目前市場上壓縮比做到最高的發(fā)動機也就能到達1:13左右,日產(chǎn)VC-TURBO可以達到14,在油耗方面在同級別具備一定優(yōu)勢。

  同樣在路況較好以及高速公路需要壓榨發(fā)動機的動力時,日產(chǎn)VC-TURBO壓縮比可以記降低到8左右,最大程度發(fā)揮發(fā)動機的動力水平。

  日產(chǎn)VC-TURBO另一大優(yōu)勢體現(xiàn)在震動方面的表現(xiàn),前文我們提到日產(chǎn)的工程師在研發(fā)初期,對VC-TURBO進行了遠高于普通發(fā)動機的測試,以保證在發(fā)動機在震動方面的表現(xiàn)。

  在技術(shù)環(huán)節(jié)上,傳統(tǒng)發(fā)動機在工作時上止點與下止點加速度會出現(xiàn)明顯不同,上止點加速度更大,下止點加速度偏小,這樣的情況下,會造成傳統(tǒng)發(fā)動機二次震動的主要原因。而日產(chǎn)VC-TURBO在運動情況下,它的軌跡更接近正旋曲線,上止點與下止點加速度更平均,所以日產(chǎn)VC-TURBO不存在這種二次振動的情況。并且經(jīng)過測試日產(chǎn)VC-TURBO抑制震動水平明顯優(yōu)于傳統(tǒng)4缸發(fā)動機,接近6缸發(fā)動機的水平。

  在摩擦方面,雖然日產(chǎn)VC-TURBO采用了多連桿結(jié)構(gòu),并且連桿的數(shù)量相比傳統(tǒng)發(fā)動機要多,但推桿幾乎處于直立的狀態(tài),這樣的話可以大幅度減少活塞在運動過程當中的摩擦,摩擦損失可以達到傳統(tǒng)發(fā)動機同等級以下的水平。

  日產(chǎn)為什么要采用VC-TURBO發(fā)動機

  做為全球首款量產(chǎn)的可變壓縮比發(fā)動機,日產(chǎn)VC-TURBO已經(jīng)運用在全新Altima(國內(nèi)即為天籟)以及英菲尼迪QX50上了。

  提到日產(chǎn)發(fā)動機,就不得不說曾經(jīng)的VQ37VHR,作為日系品牌曾經(jīng)最好的V6發(fā)動機,不僅獲得過沃德十佳發(fā)動機的稱號,并且出貨量很大,絕對算得上的當時的明星機型。

  不過,隨著環(huán)境問題日益嚴重以及國內(nèi)市場對于大排量發(fā)動機在政策上的限制,導致曾經(jīng)的VQ系列有些“水土不服”。另外,競爭對手也在此后,先后推出小排量渦輪增壓的機型。例如:豐田的8AR-FTS以及本田地球夢系列,再此背景下日產(chǎn)VC-TURBO的出現(xiàn)也就不足為奇了。

  寫在最后:

  做為全球首款量產(chǎn)的可變壓縮比發(fā)動機,日產(chǎn)VC-TURBO具備的優(yōu)勢還是十分明顯的,可以根據(jù)不同的工況調(diào)整壓縮比的范圍,以達到最高的動力效率。對于日產(chǎn)而言,VC-TURBO的出現(xiàn)強化其在小排量渦輪增壓領(lǐng)域的技術(shù)實力,能夠更好的應對全球小型渦輪化的大趨勢。

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