未來汽油機三劍客——可變壓縮比技術（上篇）

　　“‘稀薄燃燒’、‘可變壓縮比’、‘燃料改質’三項技術將對今后汽油機的發(fā)展至關重要。如果解決了現(xiàn)有發(fā)動機所存在的“冷卻及爆震問題”，豐田可憑借這些技術的進步，使量產機型的最高熱效率快速達到50%。”在前幾日舉行的日本汽車技術協(xié)會“2015年春季大會學術演講會”上，豐田發(fā)動機先行設計部部長友田晃利慷慨激昂地向公眾闡述了自己眼中的未來。

　　此言一出，立刻引起了外界的高度關注，當然車云菌也位列其中。依照以往豐田的行事作風來看，此次表態(tài)絕非空穴來風式的自我炒作。既然如此，那就有必要好好研究一下友田口中的這未來汽油機技術三劍客，究竟身懷哪種絕世奧義。

　　最難產的技術

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

　　首先，可變壓縮比技術與可變氣門正時技術、可變配氣相位技術類似，都是通過改變發(fā)動機的基礎參數(shù)來實現(xiàn)發(fā)動機效能上的提升。如果發(fā)動機配備該技術，則可以預見的好處至少有以下五點之多：

　　1.提升發(fā)動機的熱效率，改善發(fā)動機燃油經濟性。

　　2.適用于多元燃料驅動。

　　3.有助于降低排放。

　　4.提高發(fā)動機運行穩(wěn)定性。

　　5.在保證動力性的前提下，可使發(fā)動機排量進一步減小，結構更為緊湊，比質量更高。

　　其次，該技術難度極大。除了復雜的自身結構會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機型上得到實際運用，故將其列在首位想必沒有爭議。

　　那豐田就有這個本事將其投入實用化嗎?這個問題車云菌也難以作出準確回答。因為就目前來看，除了友田的演講外，網上再也未有與之相關的消息被爆出。不過巧的是，近日地處大洋彼岸的另外一家世界汽車巨頭保時捷卻似乎在用行動告訴世人，豐田口中的未來不但可以實現(xiàn)，而且離我們已經近在咫尺。

　　保時捷boxster或2017年搭載可變壓縮比發(fā)動機

　　據(jù)外媒報道，有公開的專利文件顯示，保時捷正與Hilite國際先進工程公司合作開發(fā)可變壓縮比技術，而該技術最快可能在2017款boxster所搭載的全新渦輪增壓發(fā)動機上投入使用。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捷，其研發(fā)該技術的初衷顯然更為偏重于改善車輛的動力性。

　　眾所周知，渦輪增壓技術的工作原理簡單可解釋為通過渦輪的強制進氣來實現(xiàn)發(fā)動機效能上的躍升，但當渦輪泵氣的同時，也等同于增大了發(fā)動機的實際壓縮比，進而引發(fā)爆震現(xiàn)象的出現(xiàn)。

　　目前，為了解決該問題，工程師除需安裝爆震傳感器對發(fā)動機的運行狀態(tài)加以控制之外，通常還會在參數(shù)時設定時有意地將自身壓縮比加以下調。這勢必會影響其低轉速下的動力及經濟特性，產生渦輪遲滯現(xiàn)象。因此，如若引入可變壓縮比技術，令發(fā)動機在低轉速區(qū)間采用高壓縮比運轉，高轉速區(qū)間采用低壓縮比運轉，則上述弊病便可得到根除。

　　保時捷可變壓縮比技術專利圖

　　如專利圖中所示，為了實現(xiàn)壓縮比可變，保時捷對傳統(tǒng)發(fā)動機的活塞連桿進行了結構改良，在其兩側分別加裝了一個由電動和液壓所控制的偏心調節(jié)部件。該部件可接收由ECU所發(fā)出的控制信號，并借助于液壓回路對支柱位置進行調節(jié)，從而帶動偏心元件發(fā)生旋轉，使活塞位置發(fā)生移動，以達到改變壓縮比的目的。

　　不過出于對技術風險的評估，現(xiàn)階段保時捷所研制的可變壓縮比技術還僅限于在預先設定好的兩個活塞位置間進行調整，換言之，也就是只可實現(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)調整，但或許正因如此，該技術才有望在2017年率先實現(xiàn)落地。

　　車云小結：

　　俗話說：“魚與熊掌不可兼得。”雖然為了將技術早日投入量產，保時捷不得不選擇以犧牲一定的功能性作為代價，但其也或將因此成為世界上首個具備可變壓縮比發(fā)動機量產能力的整車廠商，從而在市場上占據(jù)主動。不過，這不免會使人心生疑問，此前涌現(xiàn)的其它技術設想是否也可以仿效此法實現(xiàn)落地呢?它們在結構和原理上又與保時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，去看看那些已經消逝的可變增壓比方案到底難產在哪里。