举例说明可变压缩比技术的实现方式有哪几种
- 举例说明可变压缩比技术的实现方式有哪几种
- 可变压缩比发动机什么意思，可变压缩比跌落神坛
- 可变压缩比的基本信息
- 为什么会有可变压缩比技术
- 日系最强2.0T 日产可变压缩比发动机解析
- VC-TURBO可变压缩比的技术原理
- 谁能给我说一下 可变压缩比发动机的工作原理
- 什么是可变压缩比
- 什么是可变压缩比技术
萨博的SVC可变压缩比技术结构原理
萨博的SVC（Saab Variable Compression）可变压缩比发动机，气缸盖和气缸体是动态连接在一起的，气缸盖与气缸体通过一组摇臂连接，摇臂能在ECU的控制下改变一定的角度，从而改变了燃烧室的体积，压缩比也同样被改变了。SVC比早期的可变压缩比设计更灵敏，发动机没有其他多余的运动部件，只有气缸盖前后摆动，所以它的结构简单耐用。由于比普通发动机多出了一套摇臂装置，所以它比普通发动机多需要一套冷却系统，它通过气缸盖和气缸套周围的冷却水散热。由于气缸盖和气缸体会发生移位，在气缸盖和气缸体之间设计了一组橡胶套，起到密封作用。 这套可变压缩比系统允许萨博发动机可以采用更高的增压压力（2.8bar），这个值比保时捷911Turbo的1.94bar要增加很多，甚至比萨博9-3的Viggen发动机高出2倍。传统的涡轮增压器是无法提供如此高的增压值的，如果要想获得如此高的增压值，只能采用机械增压来替代（但是机械增压的缺陷是显而易见的）。 SVC能根据发动机的转速、负荷、工作温度、燃料使用状况等进行连续调节压缩比，这一切，都在ECU的控制下进行，所以动力和油耗能达到完美的平衡。
法国MCE—5可变压缩比发动机结构原理
MCE-5表示，可变压缩比发动机(Variable Compression Ratio，VCR)是一项重大的技术发展，可以满足汽车业有关环境和能源方面的一些主要的关键要求。它能让汽车制造商生产出功率强大但燃料消耗经济的汽车，从而把燃料油消耗降低了30%，进一步满足欧洲和全球减少温室效应气体排放的目标。
采用该公司称为“滚子导向活塞”即下部由特殊形状的转轴进行刚性连接的活塞。齿轮上有螺纹的转轴部分的运动通过位于汽缸壁之间的滚子与反向一侧的摆杆进行控制。位于机构中央的摆杆在两侧部分的齿轮刻有螺纹。一方面与活塞连接，另一方面与液压式执行器运动的控制齿杆连接。这种摆杆与齿杆连接，起到活塞的运动被传递到曲轴的作用。
发动机组采用了长寿命的齿轮和滚珠轴承系统导向的活塞，因此活塞不会产生垂直拍击和径向负荷，使MCE-5保证发动机的坚固耐用和可靠性，并保证汽车的里程数。这表示MCE-5发动机又克服了大功率、大力矩发动机的缺点，大幅提高了其使用寿命。从整个机构的运动来看，如果液压执行器使控制齿杆向上运动，则在摆杆的作用下活塞向下运动（反之亦然）。由此在活塞的行程不改变的情况下，使上下止点的燃烧室容积发生变化。就是说，采用液压控制的控制齿杆，使摆杆做空间移动，即利用几何学的空间位移变化，在适应发动机负荷变化情况的同时，使压缩比改变。
结果发现：通过在发动机低负荷下应用废气再循环并提高压缩比、在高负荷下采用更高的增压压力并降低压缩比，这样都可以提高发动机的燃油经济性和输出功率。
??????可变压缩比发动机，顾名思义就是压缩比可以发生变化的发动机，也可以说是适应性更强的涡轮增压发动机。可变压缩比的目的是为了提高增压发动机的燃油经济性，降低油耗。而可变压缩比发动机在低负荷时，可以升高压缩比；而在涡轮介入转速升高的时候，发动机又可以降低压缩比。
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??????发动机的压缩比是影响发动机性能的一个重要参数，传统发动机中，汽油机的压缩比一般介于8-12之间，而柴油机的压缩比要高于汽油机的压缩比，能达到12-22。固定的压缩比不能充分发挥发动机的性能，在小负荷低转速运转时，发动机的热效率很低，可用较大的压缩比；而如果是固定大压缩比，在大负荷高转速运转时，很容易发生爆燃现象。此时，可变压缩比能很好的处理这个问题。
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不同厂家实现可压缩比的方法不同
首家萨博
??????世界上第一家研发可变压缩比发动机的是萨博。这款发动机压缩比能够在8：1到14.1之间连续调节，采用的方法是移动式气缸盖，其实就是通过气缸盖位置的上下浮动来改变压缩比。低负荷时，液压促动器将气缸盖顶起，此时压缩比就变大了，反之则压缩比变小。但结构过于复杂，可靠性很差，成本也很高，导致这台发动机根本没法量产。
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二者日产
??????之后是日产研发的“VCR”可变压缩比技术，搭载这种技术的发动机压缩比范围同在为8：1-14：1。采用的是杠杆原理，在偏心轴转动的时候会连带着控制杆上下运动，因为杠杆的作用，连杆会向偏心轴的反方向运动，这样就会改变压缩上止点活塞的位置，从而改变压缩比，
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三者MCE-5
??????再后来是法国的MCE-5研发的搭载VCRi可变压缩比技术的发动机，压缩比范围在6-15之间。这款发动机，比传统发动机多了一套液压控制，当液压机构移动的时候，因为杠杆原理，活塞会向反方向移动，然后活塞上止点的位置就会被改变，从而改变压缩比。而因为活塞和连杆是刚性连接，活塞只能垂直运动，降低了发动机内部运行的阻力。
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代表：英菲尼迪QX50 2.0T发动机
??????在一次美国《消费者报告》的油耗测试中，英菲尼迪 QX50却不如人意，这款搭载可变压缩比技术发动机因此遭受质疑，更有人说可变压缩比在未来将会跌落神坛。
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??????这款发动机集VC-T可变压缩比技术、混合喷射(歧管喷射+缸内直喷)、双循环(阿特金森循环+奥托循环)等等最新技术于一身，最大功率272Ps，最大扭矩390Nm，燃油经济性可以媲美混合动力汽车。这个可变压缩比技术其实是之前日产研发的，英菲尼迪将其搭载在自己研发的2.0T发动机上，并进行量产。
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??????而对于《消费者报告》的测试结果，英菲尼迪认为数据的偏差值其实在可接受范围内，而这种偏差存在于每一个驾驶习惯不同的用户上。新的发动机技术提升了性能，很容易让消费者形成特定的驾驶习惯，当消费者习惯了激烈驾驶，那么这类发动机的油耗增加情况会比那些技术老旧的发动机更严重，这是必然的。因此，最重要的还是要有好的驾驶习惯。
可变压缩比的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。在增压发动机中，为了防止爆震.其压缩比低于自然吸气式发动机。在增压压力低时热效率降低.使燃油经济性下降。特别在涡轮增压发动机中由于增压度上升缓慢在低压缩比条件下扭矩上升也很缓慢.形成所谓的增压滞后现象。也就是说，发动机在低速时，增压作用滞后.要等到发动机加速至一定转速后增压系统才起到作用。为了解决这个问题，可变压缩比是重要方法。就是说.在增压压力低的低负荷工况使压缩比提高到与自然吸气式发动机压缩比相同或超过:另一方面.在高增压的高负荷工况下适当降低压缩比。换言之，随着负荷的变化连续调节压缩比.以便能够从低负荷到高的整个工况范围内有提高热效率。
在传统的发动机上，设计者致力于选择一个同时兼顾燃油经济性和性能合适的压缩比。为了得到很高的动力性能，压缩比会被设计的很小，为了得到很好的燃油经济性，压缩比会被设计的很高，但是扭矩则会相对降低。但是，如果压缩比是可变的，就能在一个发动机上，同时实现高性能低油耗。于是，就产生了可变压缩比技术。而日产VC-TURBO发动机是世上第一款具备该技术的量产发动机。
一台概念新颖的发动机从提出构想、开发到最终量产经过了漫长的20年时间，而它就是 日产 的VC-TURBO可变压缩比发动机。电气化是未来的大趋势，20年的时间在那时候看来仍然有着许多不确定性，可变压缩比的概念在那时不只有日产一家提出，只是大多在实现量产前就夭折了，牵扯到上游供应链、使用寿命、制造难度其工程量实在太庞大，坚持到现在并最终实现量产的也只有日产。当我真正见到这台发动机时，又不禁感叹这台发动机可变压缩比机构的巧妙，使得整台发动机的体型和同排量的传统发动机相差无几。
日产VC-TURBO介绍
VC-TURBO可变压缩比涡轮增压发动机在这之前我们都有所耳闻，去年就已经搭载在 英菲尼迪QX50 当中，如今终于在全新一代东风日产 天籁 （ 查成交价 | 车型详解 ）中也得到了应用，也不枉这20年的努力。
相比 大众 EA888 2.0T发动机，拥有更低的最大扭矩转速和更宽泛的最大扭矩平台，最大功率更是达到了惊人的185kW，可谓是碾压式 超越 。
另外从工程人员的口中了解到，VC-TURBO技术具备搭载至其他排量发动机的能力，不过并未透露未来的规划。不过我还是相信，这项技术在未来会大范围应用在日产的各大动力产品线当中，因为得益于其可变压缩比结构的设计巧妙性，并不会带来过高的生产成本，并且这项可变压缩机构还附赠了不错的NVH性能。至于如何巧妙，我们后面再细说。
可变压缩比能带来哪些直观变化
压缩比可以理解为混合气的压缩程度，混合气被压缩的越多，做功时膨胀的行程就越长，能做更多的功，相应的效率也就会越高。所以由此我们可以知道，压缩比越高，发动机的燃油经济性也就会越好。
提高压缩比能够提高动力，同时还能降低油耗。但是缺点也是致命的，那就是在高负荷时容易产生爆震，同时也需要使用更高标号的汽油。
传统发动机当爆震产生时，通常会通过延迟点火，尽量使活塞靠近上止点时再点火，降低燃烧压力，而此时也会牺牲掉部分动力性能。而在采用无级可变压缩比技术之后，系统还可以通过降低压缩比的手段来抑制爆震，不必单一地依靠延迟点火提前角来抑制，有利于改善动力性能。
加95号汽油更省油
有了可变压缩比能力后，使得这台发动机能够更好的适应不同标号的燃油，发挥高标号燃油的优势，例如抗爆性弱一点的92号汽油会根据需要降低压缩比，而使用95号汽油时则能够适当提高压缩比，提高发动机性能。
这台发动机可以使用92号汽油，但日产还是推荐大家使用95号汽油。对此工程师给出了以下理由：使用95号汽油能够普遍调节至更高的压缩比，而更高的压缩比意味着能够在提升动力性能的同时降低燃油消耗水平，油耗表现甚至会比使用92号汽油更好一些，结合每公里加油费用，两者加油总费用估计不会相差太大。
压缩比可在8~14之间无级变化
VC-TURBO会根据驾驶者意图、不同工况来迅速改变压缩比，使发动机能够同时获得不错的油耗性能和动力性能。
提高热效率
据日产工程师介绍，未来将朝着热效率45%的目标努力，包括采用低摩擦、高响应隔热膜和隔热材料、提高气缸行程等手段，目前正处于先行开发阶段。
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如何实现可变压缩比
聊了这么多做铺垫，终于可以来说说VC-TURBO可变压缩比的实现方式了。在这之前或许已经有许多热爱技术的网友已经了解了可变压缩比的工作原理，的确这项技术的实现原理要理解起来并不难，硬件上相比传统发动机无非多了三种连杆、一个控制轴和一个电机驱动单 元 。
几个连杆加控制轴的存在直接改变了传统曲柄连杆的运动轨迹，大学课程机械原理的教学素材又可以更新了。
这时你可能会问，取消传统四缸发动机上的两条平衡轴会不会对发动机的NVH性能产生负面影响？答案是否定的，加入可变压缩比机构后，发动机额外获得了一个能够令在座的三缸机两眼放光的附加功能——抑制振动和减少摩擦。
这样的运动特性也是这套可变压缩比机构的魅力之一，避免横向冲击可以让活塞受力更加均匀，提高垂直做功能力。同时可以 减少横向摩擦提高发动机功率，减少气缸磨损提高使用发动机寿命。
通过一个电机驱动单元就可以控制所有气缸的压缩比，而看似复杂的多连杆机构都是由一般的轴、销、轴承、衬套等一般机械零件组成，可靠程度较高。另外小型紧凑化、轻量化也是能够突出重围、走向量产的关键核心之一。
3 还应用了哪些技术？ 回顶部
日产 VC-TURBO 2.0T还应用了哪些技术？ 双喷射
除了可变压缩比之外，还有许多内燃机技术也同样应用在这款新产品当中，首屈一指的就是双喷射系统（直喷+岐管喷射）。
双循环（ 奥拓 循环+阿特金森循环）
和市面上所有阿特金森循环发动机一样，VC-TURBO 2.0T采用大幅度进气门晚关的方式来模拟阿特金森循环，在活塞上行压缩阶段将部分混合气压入进气歧管中，来实现膨胀比大于压缩比，它的好处是能够大幅度提高燃油经济性，缺点就是动力不行，因此需要奥拓循环来弥补高负荷时的动力性能。
因为阿特金森循环的工作特性，进气侧调相器需要从最大提前位置调节到70度左右的最大滞后位置，而一般调相器调节角度为40~60°，并且调节时间太长，极有可能会错过需要阿克金森循环的工况。为了满足阿特金森循环通常需要采用中间锁止式调相器，而VC-TURBO 2.0T则更彻底一些，采用了电动调相器，控制也更加精确有效。
智能热平衡管理系统
一般为了抑制爆震，缸盖需要在较低的温度下工作，而缸体为了发挥机油性能需要较高的温度。因此针对不同工况，智能热平衡管理系统能够为各个部件提供合适的冷却水流量以此控制温度。
其他技术
VC-TURBO 2.0T采用全铝发动机，即缸体缸盖均采用铝合金结构。气缸体还采用了比较先进的缸体熔射技术，取代传统铸铁缸套。熔射膜层只有0.2毫米厚，热传导性能比厚重的铸铁缸套优秀，并且耐磨性能更好。
总结
全新一代 天籁 所搭载的这款2.0T可变压缩比发动机可以用一条公式来概括：1+1＞2，引入可变压缩比之后，包括动力、油耗、NVH三方面性能都得到了很好的改善，我终于能够理解为什么日产愿意花费20年时间去研发这台机器。（图/文/摄： 张景森）
@2019可变压缩比发动机，顾名思义就是压缩比可以发生变化的发动机，也可以说是适应性更强的涡轮增压发动机。可变压缩比的目的是为了提高增压发动机的燃油经济性，降低油耗。而可变压缩比发动机在低负荷时，可以升高压缩比；而在涡轮介入转速升高的时候，发动机又可以降低压缩比。
近日网上流传PSA集团在日内瓦车展展示了一款搭载新型发动机的407，其搭载的是一款小排量大功率、大扭矩的发动机其优异的性能令人惊叹。究其原因可能是该技术并未发展成熟属于在研阶段的新技术。
图为可变压缩比发动机，左为14：1压缩比工作状态，右为8：1压缩比工作状态
????据说此款发动机的排量仅为1.5L，但是其最大功率为220HP,最大扭矩为420Nm，最大功率输出相当于标致3.0升V6发动机所提供的动力,而其扭矩则达到了一些V8发动机的扭矩输出。
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图为可变压缩比发动机工作原理
????那么这款发动机究竟为什么会有这么好的性能表现呢？原来奥秘在其使用了一种发动机燃烧控制的新技术，可变压缩比技术。这种可变压缩比技术最初由萨博研发，2000年的日内瓦车展上，萨博展出了它的SVC可变压缩比发动机，当时这款发动机震惊了整个业内。虽然在2年前就有人听说过这款发动机，但大家了解的只是一个概念。随后PSA与宝马进行合作，发展出SVC的的进化版本，智能可变压缩比技术VCRi，装备一台1.5L?MCE5?VCRi发动机的407其所使用的可变压缩比技术可将压缩比可以控制在7.1至20.1之间，油耗仅为百公里6.7升，二氧化碳的排放量为每公里158克，其最大功率为220HP(162KW/rpm),最大扭矩为420Nm。其扭矩则达到了一些V8发动机(陆巡LC200?4.7L?V8最大扭矩410Nm；奔驰G500，5L?V8最大扭矩460Nm；陆虎发现3?4.4L?V8发动机最大扭矩425Nm；奥迪Q7?4.2L?V8最大扭矩440Nm)所提供的扭矩性能。
可变压缩比是一种动态调整内燃机压缩比的技术。在不同的负载情况下可变压缩比可以提高燃料效率。
压缩比指气缸总容积与燃烧室容积之比，一般用ε表示。压缩比表示活塞从下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。轿车的汽油发动机压缩比为9~12，柴油发动机压缩比为18~23。
一般发动机的压缩比是不可变的，因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数，在设计中已经定好。不过，为了使得现代发动机能在各种变化的工况中发挥更好的效率，以改善发动机的运行性能，作为重要参数的压缩比，已有人尝试将其由固定不变改为“随机应变”，但由于改变压缩比必然会涉及整个发动机结构的改变，牵一而动百，难度很大，故长期没有进展。现在这一难题已被瑞典的萨博工程师攻克。
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