果壳有意思
汽车发动机技术重大突破!或开启“百家争鸣”新时代

| 全球首款量产——东风日产新天籁将搭载日产VC-TURBO可变压缩比涡轮增压发动机

也许,近几年,当全世界都在勾画新能源汽车技术的未来,令你深刻感到内燃机的时代即将逝去?

而今天,日产VC-TURBO可变压缩比引擎技术的突破,则让人有理由相信,谈内燃机的淘汰,为时过早。一种与新能源技术并行的新选择,终于使“危机四伏”的传统能源汽车焕发新生。

有幸受邀参与东风日产举办的见•解——VC-TURBO先进技术研讨会,现场倾听VC-TURBO技术的发明者之一茂木克也先生对这项技术的深度解读,以及来自上海交通大学工程研究院院长许敏教授,畅谈这项技术对汽车领域的影响,受益良多。

那么VC-TURBO技术到底意味着什么?和果壳君一起来看!

| VC-TURBO可变压缩比技术是什么

要想一探VC-TURBO可变压缩比技术,首先要知道什么是压缩比。

压缩比为发动机混合气体被压缩的程度。评断内燃机性能的数值,一般来说愈高愈好。压缩比的定义是:活塞位于下止点时气缸的总容积除以活塞位于上止点时燃烧室的容积。

通常提高压缩比可以使内燃机的马力提高,也可以产生节省燃料、提高机械效率的效果。提高压缩比的同时也必须考量:会不会产生爆震(knock),内燃机的精密度要高,材料更要耐磨。[1]

由此可见,在VC-TURBO技术突破前很长一段时间,为了提升发动机热效率,科学家以及厂商,在提升发动机压缩比的课题上费尽心思。这样的选择,更多是出于对能源以及环境焦虑的妥协,不得不在一个理想的能源消耗下,榨取出更出色的动力。

在气缸内,压缩的气体越多,膨胀的越大,因此燃烧气体能做更多的功,热效率显著提升。

同理,越低的压缩比由于膨胀小,在有效抑制爆震的同时(保护发动机缸体),输出的扭矩更高,动力也更强,只是燃油经济性相对较差。

所以,目前高性能车型的压缩比普遍较低,而追求经济性的普及车型,都在尽可能的提升压缩比,以提升燃油效率。

在取舍间,两种技术都在自身的方向上不断深入。而兼具两种取向的研究一直都不曾停止,这是内燃机技术学界共同的梦想。

VC-TURBO也正是这芸芸梦想中的一粒种子,在二十年前就已播种,如今终于到了收获的季节!

正如图中所示,相比一般的发动机,日产VC-TURBO发动机,通过加入多连杆结构,实现发动机的可变压缩比。同时,一个驱动器可与四气缸所有活塞实现机构上的连接。通过驱动器的位置传感器,精准识别所有气缸的压缩比。

日产VC-TURBO发动机技术可以智能、精准的控制压缩比在8-14之间,活塞的空间变化范围大约是6毫米,下面的变化范围也是一样的。

正如茂木克也先生所讲述:

日产在世界上首次实现了可变压缩比VC-TURBO发动机的量产,VC-T发动机有以下三个优点:低振动、低摩擦、低油耗。VC-T可以向驾驶者提供随心所欲高功率、高效率、低油耗的系统。这是二十年前VC-T发动机的雏形,二十年后,我们已经实现了量产。

而日产VC-TURBO技术还远远不止于以上。为了实现量产,日产还同时融入了诸如:可变燃油喷射——精准控油、可变燃烧循环——均衡燃烧,等一系列重要科技,来解决各种难题。

虽然众多厂商都曾在这方面做出过努力,多连杆的形式也各不相同。但只有日产,克服了非常复杂的技术难关,最终将可变压缩比技术应用在量产车上,这将对汽车技术的未来,汽车市场的格局,产生非常重大的影响。

| 为什么意义重大

日产VC-TURBO可变压缩比技术,真正实现了燃油经济性和动力两个发动机难以调和的诉求的融合。这样的突破对整个汽车界,甚至对整个汽车市场,都将产生重大而又深远的影响。

全球首款量产VC-TURBO可变压缩比涡轮增压发动机,高性能,低油耗的最终解决方案。可变压缩比涡轮增压技术实现发动机性能的连续可变,在动力性能上,综合平衡高性能功率扭矩和燃油经济性,在燃油经济性和动力性能间取得平衡,动力性能和燃油经济性两者皆可达到最优。

近年来,内燃机技术的不断耕耘也得到了回馈,如马自达的创驰蓝天科技,以及丰田的全新发动机,压缩比都达到了14:1以上。但是这样的成功仿佛来迟了一般,新能源旋风席卷全球,各国纷纷制定停产燃油车时间表,电动车说走就走的高效表现,很快就俘获了一批拥趸。而内燃机却还停留在燃油经济性与动力的悖论里难以自拔。

而VC-TURBO可变压缩比发动机技术,正是解决了内燃机争论多年的焦点问题。

动力还是经济? 让VC-TURBO回答你:都满足!

来自上海交通大学工程研究院院长许敏教授表示:

可变压缩比未来的发展方向真的是解决了传统的发动机在性能和油耗之间一直有这种妥协的选择,可以把这两种需求最优化,这一点在某种程度上可以取代混合动力,因为混合动力做的也是这件事情,但是需要一套电驱动的系统,而且不能完全做到可变压缩比要做的事情。因为混合动力和发动机压缩比是不一样的,如果可变压缩比做得好的话,压缩比可以进一步提高,这样的话我们的热效率也会进一步上升。

相信随着可变压缩比的进一步成熟,热效率45%或者50%的发动机是完全可以实现的。我们行业当中有一个测算,如果达到50%实际没有任何动力可以和发动机相比了,所以发动机不但不会消失,而且会越来越发展壮大。

可见,日产内燃机技术的突破,为整个汽车界带来了一个新的选择。而我们不能为了新能源而做新能源,更应该抱着解决问题的态度,去面对科学的每一种可能。

| 技术发展没有标准答案,百家争鸣才是最优模式

当国内已被新能源大潮洗礼,各地限行、限购、限排等等措施打出一套组合拳,燃油车在中国市场收到了很大的挑战。

但日产的技术突破,也给各大车企的技术研发注入了一针强心剂,有了开端,后面的高潮可期。

1998年立项,2018年突破,一项技术的攻坚经历了整整二十年。一代技术匠人通过人生最宝贵的一段时间,为一项技术奠定了新的基础。

这正是我们所缺乏的。

弯道超车是国家强大的重要拐点,但如何杜绝快餐化的技术研究,真正用心的去挖掘一项核心技术并实现它,确实是值得思考的。

“我国企业总是想找一个完美的答案,但世界上不存在这种情况,世界上往往是多种答案并存。我们不要总是颠覆,我们要有容忍度,能够容忍各种各样的技术方案,每个技术方案都是朝着不同的客户群体、不同的产品实现最佳的价值。所以我感觉从这个角度来讲,实际上这是为纯粹的内燃机打开了一条新的道路,可能未来发展会越来越大,最后达到最理想的解决方案,但一段时间内三个方案我们都会考虑。”上海交通大学工程研究院院长许敏教授如是说。

让科学存在更多的可能性,匠人们不懈的努力,也让人类拥有更多的选择。

日产VC-TURBO可变压缩比发动机将承载着学界的惊叹,担当东风日产最新天籁的心脏,接受市场的检验。到底表现会如何,让我们一起期待吧!

注释:

[1] 维基百科 压缩比词条 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A3%93%E7%B8%AE%E6%AF%94



The End

举报这篇文章