發動機的功率，扭矩以及燃油經濟性與發動機的壓縮比有一定的關係，並且還要適應不同的轉速及工況下工作，可變壓縮比技術可以使車輛在高速巡航等注重燃油經濟性的工況時，以較高的壓縮比工作，提升燃效；而當車輛需要急加速超車時，發動機及時降低壓縮比，提供更強的動力輸出，使發動機在不同工況轉速下都能以最佳的壓縮比進行工作。

壓縮比雖然不像最大功率、最大扭矩那麼量化那麼直觀，但它對發動機效能的影響非常巨大。壓縮比越高氣缸內混合氣體壓力和溫度越高，燃燒效率就越高，可以帶來更強的動力輸出。所以為了平衡動力輸出與穩定性，“可變壓縮比”似乎是最理想的解決方案。

從目前我們得到的訊息來看，未來中國產全新一代Teana車型極有可能會搭載VC-Turbo可變壓縮比發動機，該發動機根據車輛的行駛狀態和駕駛員的操作，智慧選擇14:1到8:1之間的最佳壓縮比。2.0T VC-Turbo發動機最大扭矩380N.m，最大功率185KW.

所以，可變壓縮比帶來的直接好處就是，可以實現更大的扭矩及功率，動力輸出更平順，更加的省油。

關於可變壓縮比發動機我來分享一下看法，前一段時間日產正式量產了世界上第一款大批次生產的可變壓縮比發動機，將可變壓縮比這一發動機行業研究多年的話題重新帶回大眾視野。

可變壓縮比有哪些好處又如何實現呢呢？簡單分析一下：

1.為什麼需要可變壓縮比？

汽油發動機多年來的一個困擾就是無法加大壓縮比，目前主流奧托迴圈的汽油機壓縮比的上限一般認為在11左右，豪華超跑除外，他們需要用特殊的98號燃油。提高壓縮比是非常有好處的，因為高的壓縮比可以帶來更好的熱效率，下面有一個馬自達的圖，大家可以看一下，如果壓縮比從10提高到14的話發動機再小負荷情況下熱效率會提高2%-3%。

不要小瞧這2%-3%，發動機提高熱效率非常困難。舉個豐田的例子，在2003年釋出的第二代普銳斯上的1.5NA發動機熱效率就已經達到了36.8%，豐田經過了近15年的不懈努力，只到2017年豐田最新的CAMRY混動的2.0NA和2.5NA發動機的熱效率才提高到41%。豐田15年一直努力，增加了一堆新技術，熱效率只提高了4%。而且被認為是重大進步，可見發動機熱效率提高有多困難。

之所以不能繼續增加壓縮比來提高熱效率最大的限制是汽油機的爆震問題。如果採用了大的壓縮比，在大負荷時必然會遇到爆震問題，尤其對於增壓發動機更嚴重，一旦產生了爆震問題，只能推遲點火來降低燃燒爆發壓力，但是推遲點火會帶來效率嚴重下降，排氣溫度大幅度上升，又需要加濃來降低排溫保護零部件比如增壓器、催化器等，這進一步惡化了油耗。因此，大負荷下的爆震問題制約了壓縮比的提高。

那麼，有沒有可能讓壓縮比可變呢？在小負荷使用高壓縮比，在大負荷使用低壓縮比，豈不是兩全其美麼。所有汽油機研發工程師都是這麼想的，可是壓縮比是由發動機的基本引數缸徑、衝程、燃燒室容積等決定的，這些引數很難去實現可變。那麼真的沒有辦法了麼？不是的，工程師們經過幾十年的摸索還是發展了一些方法來實現可變壓縮比VCR。

這裡插播一下，關於爆震是什麼，熟悉的可以跳過去，直接到下個標題。

汽油機正常燃燒時,火花塞點火後經過短暫的著火延遲期的準備,在電極間隙附近形成火焰核心,火焰從火焰核心以30～40米/秒的速度向四周的未燃混合氣區傳播，使燃燒室內混合氣循序燃燒，這種燃燒過程是比較柔和的。爆震的現象是：在汽油機燃燒室內火焰傳播過程中，遠離火花塞的未燃混合氣，被已燃混合氣的膨脹所壓縮和熱輻射，從達到了燃料的自燃條件，產生自燃。即在正常火焰傳播到以前先行發火自燃。爆震時火焰傳播速度能夠達1000米／秒以上,比正常燃燒的火焰傳播速度高几十倍。高速傳播的爆震燃燒使氣缸內產生壓力衝擊波,在氣缸壁面上反射和反覆衝擊,造成強制振動併產生高頻噪聲，即敲缸現象。這種壓力波的衝擊會導致氣缸壁的傳熱損失增大，功率下降，油耗上升，汽油機過熱，氣缸壁的磨損等問題，嚴重時會使活塞，缸孔產生損壞。下面有個圖顯示了正常燃燒和爆震的區別。

2.可變壓縮比如何在發動機硬體上實現？

目前具備實現可變壓縮比VCR可能的結構主要分兩類：

第一類是透過改變連桿來實現。主要原理是透過增加液壓機構，讓連桿在工作過程中長度可變，從而實現VCR。這類方法的特點是除了連桿活塞外，其他發動機改動很小，缺點是隻能做到兩級可調，無法實現壓縮比連續可調，另外，連桿會變重，不利於發動機的振動。

改變連桿長度的方案主要是兩家著名發動機開發的諮詢公司在研究，一家是德國的FEV，另外一家是奧地利的AVL，兩傢俱體實現的方式不同，但原理類似。這兩家都搞了幾十年這個技術，但是這個技術一直沒有主機廠量產。

第二類是改變連桿和曲軸的連線來實現VCR。基本原理是連桿不再和曲軸直接連線，而是連線一個可變的過渡連桿裝置然後和曲軸相連。透過改變中間過渡連桿裝置的槓桿比來改變壓縮比。這種技術主要是日產在研發，這個理解起來比第一個改變連桿的方案要難一些，下面有個圖大家看一下方便理解。

這類方法的缺點是發動機改動很大，幾乎需要重新設計整個發動機。優點是實現壓縮比連續可調，效果更好。本來大家都覺得這個方法太複雜，量產很困難，但是越難走的路往往風景越好，日產硬是把它給做出來了，量產了。

日產的VC Turbo是世界上第一款大批次生產的可變壓縮比發動機，了不起！

3.可變壓縮比能帶來那些具體的好處？

第一，可以大幅度的提高熱效率，尤其是部分負荷的熱效率，在部分負荷狀態下采用14的壓縮比。如果是日產的連續可變VCR，NEDC工況油耗可以降低7%以上，即使是更接近使用者實際使用工況的WLTP工況，也可以降低5%以上。兩級可變的VCR效果要稍微差一些。下面有個圖是FEV的研究結果。

第二，可以實現很高的功率和扭矩，由於壓縮比可變，不需要考慮發動機低負荷和高負荷下壓縮比需求的妥協。發動機大負荷時可以採用較低的壓縮比，比如日產採用壓縮比8，這樣可以很大程度的抑制爆震，從而實現高效能。日產VC Turbo發動機最大功率能達到200kw，我認為仍然有提升的空間。

第三，可以和米勒迴圈或者阿特金森迴圈結合，在實現更好效率的同時不用犧牲效能。

米勒迴圈和阿特金森迴圈燃燒系統。簡單的說就是採用氣門早關或者晚關的技術實現膨脹比大於壓縮比的燃燒，這樣的燃燒過程在部分負荷效率更高，更省油。這樣大幅度的降低油耗，但是由於高速大負荷時如果透過可變凸輪大幅度的提高充氣量的話和壓縮比無法降低，導致爆震問題，這會使發動機效能會受到限制，無法進一步增加進氣量。可變壓縮比完美的解決了這一矛盾，使油耗和效能同時能夠大幅度最佳化，而不用在兩者之前平衡。

第四，再多說幾句日產的這個VC Tubro發動機，這款內部代號KR20DDT的發動機，據說日產從1998年就開始了VCR的開發，直到20年後VCR才實現了量產，可謂是二十年磨一劍。這個發動機除了可變壓縮比VCR之外，他還應用了幾乎當代直噴增壓發動機的所有先進技術。包括：直噴＋氣道噴射的雙噴射系統，可變排量機油泵，雙迴圈阿特金森＋米勒迴圈，整合在缸蓋上的排氣管，等離子噴塗缸孔降低摩擦，ECU控制的冷卻系統加快暖機降低油耗排放等。可以說是集當代先進發動機之大乘，究竟市場表現怎麼樣，我相當期待。