未來(lái)汽油機(jī)三劍客——可變壓縮比技術(shù)（上篇）

　　“‘稀薄燃燒’、‘可變壓縮比’、‘燃料改質(zhì)’三項(xiàng)技術(shù)將對(duì)今后汽油機(jī)的發(fā)展至關(guān)重要。如果解決了現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)所存在的“冷卻及爆震問(wèn)題”，豐田可憑借這些技術(shù)的進(jìn)步，使量產(chǎn)機(jī)型的最高熱效率快速達(dá)到50%。”在前幾日舉行的日本汽車技術(shù)協(xié)會(huì)“2015年春季大會(huì)學(xué)術(shù)演講會(huì)”上，豐田發(fā)動(dòng)機(jī)先行設(shè)計(jì)部部長(zhǎng)友田晃利慷慨激昂地向公眾闡述了自己眼中的未來(lái)。

　　此言一出，立刻引起了外界的高度關(guān)注，當(dāng)然車云菌也位列其中。依照以往豐田的行事作風(fēng)來(lái)看，此次表態(tài)絕非空穴來(lái)風(fēng)式的自我炒作。既然如此，那就有必要好好研究一下友田口中的這未來(lái)汽油機(jī)技術(shù)三劍客，究竟身懷哪種絕世奧義。

　　最難產(chǎn)的技術(shù)

　　菌菌認(rèn)為，在三大技術(shù)之中，最能使人引發(fā)聯(lián)想的，非可變壓縮比技術(shù)莫屬，之所以如此說(shuō)，理由有二。

　　首先，可變壓縮比技術(shù)與可變氣門正時(shí)技術(shù)、可變配氣相位技術(shù)類似，都是通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)效能上的提升。如果發(fā)動(dòng)機(jī)配備該技術(shù)，則可以預(yù)見(jiàn)的好處至少有以下五點(diǎn)之多：

　　1.提升發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。

　　2.適用于多元燃料驅(qū)動(dòng)。

　　3.有助于降低排放。

　　4.提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。

　　5.在保證動(dòng)力性的前提下，可使發(fā)動(dòng)機(jī)排量進(jìn)一步減小，結(jié)構(gòu)更為緊湊，比質(zhì)量更高。

　　其次，該技術(shù)難度極大。除了復(fù)雜的自身結(jié)構(gòu)會(huì)引起加工難度及體積上的提升之外，磨損、電控精度、密封等問(wèn)題都是令業(yè)界非常棘手的研發(fā)難題，以至于自誕生至今雖已有百余年，卻始終未在一款量產(chǎn)機(jī)型上得到實(shí)際運(yùn)用，故將其列在首位想必沒(méi)有爭(zhēng)議。

　　那豐田就有這個(gè)本事將其投入實(shí)用化嗎?這個(gè)問(wèn)題車云菌也難以作出準(zhǔn)確回答。因?yàn)榫湍壳皝?lái)看，除了友田的演講外，網(wǎng)上再也未有與之相關(guān)的消息被爆出。不過(guò)巧的是，近日地處大洋彼岸的另外一家世界汽車巨頭保時(shí)捷卻似乎在用行動(dòng)告訴世人，豐田口中的未來(lái)不但可以實(shí)現(xiàn)，而且離我們已經(jīng)近在咫尺。

　　保時(shí)捷boxster或2017年搭載可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)

　　據(jù)外媒報(bào)道，有公開(kāi)的專利文件顯示，保時(shí)捷正與Hilite國(guó)際先進(jìn)工程公司合作開(kāi)發(fā)可變壓縮比技術(shù)，而該技術(shù)最快可能在2017款boxster所搭載的全新渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上投入使用。只是與豐田的改善燃效的目的不盡相同，作為以高性能車著稱的保時(shí)捷，其研發(fā)該技術(shù)的初衷顯然更為偏重于改善車輛的動(dòng)力性。

　　眾所周知，渦輪增壓技術(shù)的工作原理簡(jiǎn)單可解釋為通過(guò)渦輪的強(qiáng)制進(jìn)氣來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)效能上的躍升，但當(dāng)渦輪泵氣的同時(shí)，也等同于增大了發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際壓縮比，進(jìn)而引發(fā)爆震現(xiàn)象的出現(xiàn)。

　　目前，為了解決該問(wèn)題，工程師除需安裝爆震傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)加以控制之外，通常還會(huì)在參數(shù)時(shí)設(shè)定時(shí)有意地將自身壓縮比加以下調(diào)。這勢(shì)必會(huì)影響其低轉(zhuǎn)速下的動(dòng)力及經(jīng)濟(jì)特性，產(chǎn)生渦輪遲滯現(xiàn)象。因此，如若引入可變壓縮比技術(shù)，令發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速區(qū)間采用高壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)，高轉(zhuǎn)速區(qū)間采用低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)，則上述弊病便可得到根除。

　　保時(shí)捷可變壓縮比技術(shù)專利圖

　　如專利圖中所示，為了實(shí)現(xiàn)壓縮比可變，保時(shí)捷對(duì)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞連桿進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改良，在其兩側(cè)分別加裝了一個(gè)由電動(dòng)和液壓所控制的偏心調(diào)節(jié)部件。該部件可接收由ECU所發(fā)出的控制信號(hào)，并借助于液壓回路對(duì)支柱位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而帶動(dòng)偏心元件發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使活塞位置發(fā)生移動(dòng)，以達(dá)到改變壓縮比的目的。

　　不過(guò)出于對(duì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，現(xiàn)階段保時(shí)捷所研制的可變壓縮比技術(shù)還僅限于在預(yù)先設(shè)定好的兩個(gè)活塞位置間進(jìn)行調(diào)整，換言之，也就是只可實(shí)現(xiàn)兩種壓縮比間的相互切換，并不是現(xiàn)真正意義上的連續(xù)調(diào)整，但或許正因如此，該技術(shù)才有望在2017年率先實(shí)現(xiàn)落地。

　　車云小結(jié)：

　　俗話說(shuō)：“魚(yú)與熊掌不可兼得。”雖然為了將技術(shù)早日投入量產(chǎn)，保時(shí)捷不得不選擇以犧牲一定的功能性作為代價(jià)，但其也或?qū)⒁虼顺蔀槭澜缟鲜讉€(gè)具備可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)量產(chǎn)能力的整車廠商，從而在市場(chǎng)上占據(jù)主動(dòng)。不過(guò)，這不免會(huì)使人心生疑問(wèn)，此前涌現(xiàn)的其它技術(shù)設(shè)想是否也可以仿效此法實(shí)現(xiàn)落地呢?它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和原理上又與保時(shí)捷存在怎樣的不同呢?在下一篇文章中，車云菌將帶你一同回溯歷史，去看看那些已經(jīng)消逝的可變?cè)鰤罕确桨傅降纂y產(chǎn)在哪里。