可变压缩比有啥好处？日产居然潜心研究了20年！| 乜都知
内燃机有一个极为重要的技术参数，叫做“压缩比”。压缩比很简单，就是活塞运行到下止点时最大气缸容积，与活塞运行到上止点时最小气缸容积的比值（如下图）。
图示：何谓内燃机压缩比。
下面这个公式，是奥托循环的热效率公式，非常明显，压缩比越大，热效率越高。所以，提高压缩比，一直是内燃机的重要技术发展方向。
同等条件下，压缩比越大，内燃机热效率也越高。
日前，东风日产举办了一场“VC-TURBO可变压缩比涡轮增压发动机拆解会”，以实物拆解的形式，向媒体展示了即将搭载在东风日产第七代天籁上的这台“VC-TURBO可变压缩比涡轮增压发动机”。这里的所谓“VC”不是“风险投资”的意思哈，而是指“Variable Compression Ratio”——就是“可变压缩比”的意思。
据说，这是目前世界上唯一量产的车用可变压缩比发动机哦。
首先青主要澄清一下讲师的一个错误，他一上来就说，“压缩比越大，越省油，燃油经济性越高；压缩比越小，动力越强”——这显然是一个错误的表述。
实际上，一般而言，同等条件下，压缩比越大，内燃机不仅热效率越高、油耗越低，而且动力性能也越强。这是很容易理解的，可燃混合气压缩得越厉害，温度也越高，点火之后膨胀比才越大，才能爆发出更大的动力，输出更大的功率。如果压缩比越小动力越强，那干嘛还要压缩呢？
这位讲师用不同类型的发动机进行对比，下面这张PPT里有自吸也有增压发动机，有奥托循环也有阿特金森循环，发动机排量也不一样，技术水平（年代、品牌）各不相同，他据此得出“压缩比越小，动力越强”的结论，就是典型的归纳错误——没有在同等条件下去总结。如果这样归纳，同样在这张PPT里，明明存在压缩比低，升扭矩也低的例子嘛，那又作何解释呢？
早期的发动机压缩比都比较低，随着技术水平的提升，内燃机压缩比不断提高，远的不说，就看最近十来年：2006年第六代凯美瑞的2.4升汽油机，压缩比是9.8，第八代凯美瑞的2.5升汽油机压缩比显著提高到了13.0；第七代雅阁2.4升汽油机，压缩比是9.7，九代雅阁2.4升发动机提高到11.1；日产天籁也一样，2006款天籁2.0升发动机压缩比是10，2018款天籁2.0升发动机则是11.2（下表）。
从表中我们也可以看到，无论是雅阁、天籁，还是凯美瑞，和以前相比，发动机压缩比都有不同程度提高，同时动力也显著提升，当然，油耗也有显著降低。业内享有盛誉的马自达创驰蓝天技术，核心就是高压缩比发动机，通过超高压缩比实现了强动力和低油耗兼得。
需要说明一下的是，动力和油耗的改善不完全是压缩比提升所导致的，还有很多其他因素，但是压缩比显然是关键原因之一。
事物总是有利有弊，有百利而无一害的事情现实中是不存在的。高压缩比带来的最大弊端就是发动机爆震。爆震的害处极大，会导致噪声和振动加大、油耗增加、排放恶化、动力下降，而且会严重影响发动机使用寿命。爆震是车用发动机必须避免的一种情况。
高压缩比最大的问题是会造成爆震。这张PPT也明确了，压缩比高，动力更好，而非更弱。
爆震的发生和压缩混合气的温度直接相关，压缩比过高，混合气温度太高，就容易导致爆震。增压发动机由于燃烧室温度更高，所以压缩比一般也低于自吸发动机，就是这个道理。
此外，不同发动机转速下，对应的爆震临界压缩比是不同的。发动机转速越高，对应的临界值越低（见下图）。固定压缩比的发动机，只能在发动机工作转速范围内，取最低值。
显然，这不是最好的办法。如果压缩比可以随着不同工况而改变，在任何情况下都保持最大的临界值，那么就能实现发动机不同转速、不同工况下的最大热效率和最强的动力性能。这就是可变压缩比发动机的开发目标。
导致爆震的压缩比临界值随转速增加而降低，可变压缩比发动机，可以在不同工况下，将压缩比保持在不同的最大临界值，从而将热效率和动力性能保持在最佳状态。
可变压缩比的想法，行业里早就有了，也诞生过各种不同的技术方案，但是这些方案都没有得到真正的应用，因为要么可靠性不高，要么难以批量生产，要实现可变压缩比不难，难就难在要确保可靠性，要易于大批量制造，而且还不能增加太多成本。
这些方案都可以实现压缩比可变，但因为都有难以克服的不同缺点，都没有真正投入量产。
日产汽车历经20年的潜心研发，终于取得了成功，发明了“VC-TURBO可变压缩比涡轮增压发动机”。该技术方案，在曲轴下面增加了一个多连杆机构，由电机控制这个连杆机构，来改变活塞连杆与曲轴的链接位置，等于改变了活塞下止点位置，以此来实现不同的压缩比。
从基本概念提出到最终量产，日产的可变压缩比技术历经了20年历程。
日产的这台VC-TURBO发动机，压缩比可以在8：1-14：1之间无极变化，再辅以双喷射、可变流量机油泵等其他先进技术，最终这台2.0T发动机燃油经济性提升了25%以上，动力性能超越了日产3.5升自吸发动机。
日产VC-TURBO的压缩比可变原理。
日产VC-TURBO发动机做功行程连杆垂直运动，活塞没有横向冲击力，也就没有横向摩擦，可以提升功率，延长寿命。
日产VC-TURBO发动机的这套压缩比调节机构，虽然看起来比较复杂，但其实主要都是由轴、销、轴承、衬套等一般机械要素构成，易于加工；由于这套连杆机构可以安装在原有的平衡轴位置，所以，发动机的规格（外形尺寸）基本也没有改变。
除了实现了压缩比可变，VC-TURBO发动机的活塞运动更加接近正弦曲线、因此比一般4缸发动机振动也更小。做工行程，VC-TURBO发动机的连杆是垂直向下运动，活塞不会产生横向力，因此也没有横向摩擦，进一步提高了发动机功率，延长发动机寿命。
日产这台VC-TURBO发动机，率先应用在英菲尼迪QX50上，即将上市的第七代全新天籁上也将搭载这台发动机，在实现185千瓦、380牛米的最大动力输出的同时，新天籁的综合油耗将低至百公里6.6升。
文 | 青主
(本文仅为作者个人观点，不代表DearAuto、青主评车立场。)