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四沖程發動機現已成為汽車最高效可靠的動力之一，然而工程師并沒有停下腳步，因為現有的技術還沒有達到理想化的水平。為了將效率和性能都達到最大化，工程師將許多新技術都應用到了目前量產發動機上。

有些技術要把它從圖紙變成產品卻異常困難，因為它的實現意味著要對已經沿用上百年的發動機結構進行改進，而一旦量產發動機將從此跨入一個新的時代，這項技術就是可變壓縮比。

可變壓縮比是一項革命性技術

每過一段時間就會有新的發動機技術誕生，從缸內直噴、渦輪增壓、高壓縮比再到阿特金森循環，這些新技術的確讓發動機變得更高效更省油，但它們仍然無法改變傳統發動機結構上的弊端。發動機工作模式其實與人運動時非常類似，慢跑時人們需要緩慢呼吸讓心臟處于相對松弛的狀態，快跑時則需要使勁呼吸讓心臟處于緊繃狀態。人通過心臟調節呼吸來控制節奏，而發動機則是通過調節壓縮比來控制運轉模式。

平常慢慢開車時，發動機負載很小缸內溫度相對較低，上了高速后發動機開始高負荷運轉，缸內的溫度隨之提高。理想狀態下，發動機低負荷應當可以使用高壓縮比提升效率降低油耗，而高負荷下可以使用低壓縮比徹底釋放動力。但傳統發動機壓縮比是固定的，一旦把壓縮比提高壓榨動力，那么高溫高負荷下就會發生爆震，導致極限性能受限，把壓縮比調低一點，雖然發動機極限性能更好，但是低負荷工況效率不高。因此不得不退而求其次，設定一個不高不低的壓縮比，這種辦法只是權宜之計。

固定的壓縮比限制了發動機運轉模式，所以傳統發動機必須在油耗和動力之間做選擇，要么選擇其中一個要么折中，如果能實現壓縮比隨工況調節，那么這個問題就迎刃而解了。日產從上世紀末就開始著手研發可變壓縮比技術，從最初的圖紙到正式量產一共用了20年的時間。日產 VC-TURBO智控引擎(可變壓縮比渦輪增壓發動機)的到來，對于汽車行業來說具有非同一般的意義，它的出現意味著發動機已經進入了一個新的時代。

魚和熊掌可以兼得

日產VC-TURBO智控引擎的訣竅就在曲柄連桿機構，它在傳統的曲軸軸頸上增加了一個多連桿(L-link)，多連桿一端接活塞連桿另一端接偏心軸的連桿(C-link)，偏心軸(Control shaft)又與右側的電機控制臂連接(A-link)。電機(Electric motor)順時針或者逆時針旋轉時就會帶動控制臂拉伸，使偏心軸的連桿往上或往下移動，恰好偏心軸連桿又與曲軸軸頸上的多連桿連接，通過杠桿原理讓活塞可以往上或者往下移動約6毫米。

通過改變活塞上止點與下止點的位置，燃燒室的容積就可以隨之變化，如果活塞上止點往下移動那么燃燒室容積變大壓縮比降低，活塞上止點往上移動燃燒室容積變小壓縮比提高。

這套巧妙的多連桿機構使發動機壓縮比可以在8:1-14:1之間無縫切換，發動機低負荷運轉時立即切換成高效率模式，使用14:1的高壓縮比提高燃油經濟性，當高負荷運轉時又馬上切換成高性能模式，使用8:1的低壓縮比降低爆震增加輸出功率。

可變壓縮比渦輪增壓發動機可以根據工況選擇最理想的壓縮比，而不是在兩種固定壓縮比之間調節，比如在中等負荷下發動機可以使用11:1的壓縮比。VC-TURBO智控引擎(可變壓縮比渦輪增壓發動機)的出現使發動機油耗和動力不再是一個矛盾，動力與油耗的選擇完全取決于駕駛員的需求。

堪比6缸的平順性

在多數人的印象中，4缸發動機平順性不如6缸的好，這是因為6缸不僅點火間隔小而且自身運轉的往復慣性力小。VC-TURBO智控引擎結構有別于傳統發動機，它的活塞運動更接近正玄曲線，因此不會像傳統發動機一樣產生二次慣性力，所以VC-TURBO智控引擎不需要平衡軸。

更均勻的活塞加速度以及更大的缸內壓力使得VC-TURBO智控引擎(可變壓縮比渦輪增壓發動機)的振動遠小于普通直列4缸發動機，運轉平順性接近V6發動機的水平。

更低的摩擦損失

傳統發動機活塞與曲軸中心點垂直布置會使活塞產生較大的側壓力，日產VC-TURBO智控引擎獨特的多連桿機構，讓活塞與曲軸中心點保持偏置減少活塞側壓力，雖然多連桿機構比傳統發動機更復雜，但并未因此增加發動機的摩擦力。

最前沿的技術看它一個就夠了

VC-TURBO智控引擎采用了當下先進燃燒控制、噴油、熱管理以及制造工藝。為了降低發動機的摩擦損失和重量，在制造工藝上選擇先進的缸體熔射技術，去掉缸體內的氣缸套后，在缸內壁噴涂特殊材料，經過硬化和拋光，形成超光滑壁面。汽缸壁上低摩擦涂層能減少44%的活塞摩擦損失，這樣有利降低油耗并提升加速性能，取消氣缸套發動機也因此變得更輕了。

汽缸蓋集成排氣歧管是渦輪增壓發動機的一種設計趨勢，通過將排氣歧管集成在汽缸蓋內，可以利用高溫廢氣加快暖機速度。這種設計還進一步縮短熱排氣流通距離，配上輕量化渦輪葉片后發動機動力響應速度更快。催化器與排氣歧管的距離也大幅降低，啟動車輛時催化器可以快速達到工作溫度。

為了防止缸內直噴在發動機低溫啟動時將汽油噴射在汽缸壁上，導致汽油與機油混合，日產特意在VC-TURBO智控引擎上采用了復合噴射技術。低溫和低速行駛時依靠電噴噴油器為氣缸提供燃油，避免機油增多的現象，高速時切換成直噴噴油器，復合噴射可以根據發動機運轉情況選擇噴射模式，燃油經濟性和動力表現會更好。

除了改變壓縮比，VC-TURBO智控引擎還引入效率更高油耗更低的阿特金森循環，在壓縮行程中氣門延遲關閉，一部分的氣體被排出氣缸，從而做到了膨脹比大于壓縮比。中高速工況下采用燃油經濟性更好的阿特金森循環，急加速和低速行駛時采用動力性能更好的奧托循環。將可變壓縮比和阿特金森循環兩種技術同時應用在一款發動機上，堪稱發動機硬件和軟件的一次完美結合。

更強的動力更低的油耗更好的平順性，VC-TURBO智控引擎將不可能變成了可能。從油耗、動力、NVH以及制造工藝上看，VC-TURBO智控引擎稱得上是目前技術最為先進的渦輪增壓發動機。

來源：四川在線