對于發(fā)動機而言,能夠達到既省油、動力又強一定是最為理想的狀態(tài)。不過俗話說“魚和熊掌不可兼得”,各大廠商的研發(fā)人員又不得不在二者之間做出一定的妥協(xié),其中一個重要原因就是發(fā)動機固定的壓縮比 。而如今,日產推出了全球首款量產的可變壓縮比渦輪增壓發(fā)動機 VC-TURBO,讓兼顧動力性和燃油經濟性成為了現(xiàn)實。
2018年10月15日,東風日產舉辦了VC-TURBO技術研討會。此次研討會邀請到了來自日產總部的茂木克也,作為這款VC-TURBO發(fā)動機的三大發(fā)明人之一,他就像“爸爸”一樣最有發(fā)言權。
首先和大家聊一聊為什么要改變發(fā)動機的壓縮比呢?其實壓縮比與發(fā)動機的動力性和燃油經濟性等性能有著直接聯(lián)系。
僅高壓縮比情況下,發(fā)動機的燃油經濟性更好,但是動力性會下降,同時容易引起爆震;僅低壓縮比情況下,動力性得到提升,但油耗又會增加。所以一直以來只能在固定的壓縮比中尋求平衡。
為了兼顧動力性和燃油經濟性,日產研發(fā)出了可變壓縮比渦輪增壓發(fā)動機VC-TURBO,并實現(xiàn)了量產。
它是如何實現(xiàn)可變壓縮比的呢?簡單來說就是通過驅動器來驅動特殊的多連桿結構,從而改變活塞 的上止點,達到能夠連續(xù)改變壓縮比的目的。
其實薩博和標致雪鐵龍都曾研發(fā)過可變壓縮比技術 ,但最終都沒能實現(xiàn)量產,研發(fā)難度可想而知。而日產的VC-TURBO可變壓縮比技術,從研發(fā)到量產也用了整整20年的時間。
相比于一般的發(fā)動機,日產的VC-TURBO技術在活塞與控制軸之間增加了一根菱形的L連桿,以及驅動器和A連桿。通過這套特殊的多連桿結構,可連續(xù)改變活塞的上止點,從而改變壓縮比。

其實能夠改變壓縮比的方式有很多,但相比之下,采用多連桿支點位置可動的方式,更容易實現(xiàn)高精度制造和可靠性。通過一個驅動器、控制軸就能同時控制所有氣缸的壓縮比,可控制性也更高。
另外,多連桿機構和驅動器的小型化,也使發(fā)動機的整體可靠性、靜音性和平穩(wěn)性都得到了提升。
當發(fā)動機轉速較低時,驅動器逆時針轉動來驅動多連桿結構,使得活塞上止點變高,從而增加壓縮比,提升發(fā)動機的燃油經濟性。
當發(fā)動機轉速較高時,驅動器順時針轉動來驅動多連桿結構,使得活塞上止點降低,從而減小壓縮比,提升發(fā)動機的動力性。
最終通過在傳統(tǒng)的活塞結構上添加特殊的多連桿機構,實現(xiàn)活塞行程的增加或減少,根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)和駕駛員的操作,智能選擇14:1和8:1之間的最佳壓縮比。
由于壓縮比可在14:1和8:1之間智能地連續(xù)改變,發(fā)動機的動力性和燃油經濟性也得到了兼顧。同時,發(fā)動機對于不同油品的適應能力也更強。
另外,得益于多連桿結構的特性,VC-TURBO發(fā)動機活塞的運動曲線更接近正弦曲線,意味著產生的振動更小,避免了普通發(fā)動機的慣性二次振動,同時摩擦也更小。發(fā)動機的平穩(wěn)性和靜音性更好。
除了壓縮比可變之外,這款VC-Turbo發(fā)動機還集合了雙噴射系統(tǒng)、可變容量機油泵、寬范圍渦輪增壓器和進排氣VVT等諸多先進技術,以進一步提升發(fā)動機的性能。
目前這款發(fā)動機已經率先應用在了英菲尼迪QX50上,其中低功率版最大輸出功率180 kW,而高功率版提供最大輸出功率200 kW,峰值扭矩為380 N·m。
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