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为何魏建军要执念“攻关”?一文读懂可变压缩比的背后玄机
范高建 汽车头条 2018-04-16 18:36:15 阅读数 35990

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2018413日,东风英菲尼迪向清华大学汽车工程系捐赠了VC-Turbo发动机,VC-Turbo是全球首款量产可变压缩比涡轮增压发动机,从内燃机发展至今的130余年过程中,有无数的汽车工程师尝试实现内燃机可变压缩比这一技术难题,但是最终还是被英菲尼迪首先攻破实现量产了。

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无独有偶,就在几天前某汽车座谈会上,魏建军表示:“长城将在发动机热效率方面挑战41%的目标,并在可变压缩比等先进技术上下工夫。”那么可变压缩比究竟有什么迷人之处,让当今汽车界的大佬们“念念不忘”,小编对此为大家带来一些专业解读。

简述压缩比概念

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压缩比就是气缸总容积与燃烧室容积之比,用ε表示:

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从热力学上来讲,四冲程发动机其中最关键的一步就是压缩,这也是为什么汽车制造商如此的关注压缩比了。压缩比越大,在压缩终了时混合气压力和温度越高,燃烧速度增快,发动机输出功率增大,热效率提高,经济性越好。但是压缩比带来的热效率提高,却在一定程度上削减了发动机的动力性能,使得之前的纯粹的驾驶乐趣因为追求热效率而渐行渐远。由于通常发动机的压缩比是固定不可调的,这也使得发动机在设计上一直存在着这样一个矛盾。

VC-Turbo发动机的主要技术特点

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VC-Turbo发动机革命性的技术亮点就是使用了多连杆机构代替了传统的曲柄连杆系统,作为全球首款多连杆发动机,实现了发动机压缩比可变的重大技术突破,要知道当今全世界所有量产发动机都还在采用固定的压缩比。

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当发动机需要改变压缩比时,调节机构调整执行器臂,执行器臂旋转控制轴,当控制轴旋转时带动下连杆运动,进而改变多连杆的角度,而多连杆调节活塞在气缸内上止点的高度,最终使得压缩比在8:1~14:1之间可以连续变化。

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VC-Turbo发动机由计算机根据驾驶者的油门踏板动作映射控制,根据需求提供出色的动力,实现最人性化的交互式发动机,达到更低的排放。通过主动式发动机减振降噪支架,获得V6发动机般的静谧性和平顺性。

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直喷和缸盖一体化集成排气歧管,使催化转化器升温速度提高两倍,减少排放,消除涡轮增压发动机升温较慢的问题。直喷实现燃油加热和更好的雾化,优化燃烧,产生更多的动力。而多点电喷降低了冷启动时的燃油消耗,优化运行时的燃油喷射量,改善动力和燃油经济性,降低颗粒物排放,VC-Turbo采用了这种混合喷射技术,从而达到减少排放,降低对空气质量的影响。

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VC-Turbo发动机气缸内壁涂覆特殊的等离子材料,经过硬化和抛光,形成超光滑壁面,削减了泵送损失,减少了摩擦和振动,进而提升加速性能并提高效能。

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当然,VC-Turbo发动机还采用了缸盖一体化集成排气歧管、可控气门正时、电子废气门、可变排量机油泵、多路径水冷控制等最新的发动机技术,使得发动机的整体技术更加的先进,动力和经济性表现更加出色。

新能源的大趋势下,大力研发“落后”的内燃机还有意义?

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在现今新能源的大背景下,有很多人都认为内燃机已经过时,对于这一观点小编觉得还为时过早。首先,虽然丰田2050年战略时拒绝电动车,近些年又选择进入电动车市场。据有关学者介绍,公众普遍认为电动车技术的代表是特斯拉,其实丰田的电动车技术在专业人士看才是最强的,再加上其本土企业松下电池的支持,如果要论制造技术和品牌影响力,丰田最应该第一个造电动车的,然而即使是现在丰田进入了电动车领域,丰田内部人员预测未来汽车市场电动车的占有量依然会很低。

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其次,在新能源汽车产业发展之初,长城也收到过由政府发放的一笔研发经费,长城在接到政府的研究经费后,对于这种“天上掉馅饼”的事情,最终长城还是给人退回去了。当时魏建军表示:“长城不想做没有任何技术含量的、拼凑的新能源产品。”在反观我们现在很多车企的电动车产品,真的就像魏建军所说的一样,因为发动机和变速箱发展到现今已经是一种极其复杂的结构,在面对这些困难面前很多车企来选择了逃避,恰好赶上在新能源的大趋势下选择造电动车。小编认为,现在的各种造车新势力,会不会像当时的共享单车一样,我想读到这里大家心里应该会有一个评判。

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还有一个最关键的问题,就是能量密度问题。汽油的能量密度超高,超过12000Wh/kg,而就算是现在的锂聚合物密度大,也不过300Wh/kg,两者相差了两个数量级。还有一点小编在这里不得不提,人们对于新能源概念理解存在误区,貌似一提到新能源就是电动车,其实插电混动、燃料电池车等都属于新能源,未来新能源市场究竟是怎样的布局,我们还不得而知。而且内燃机还存在着很大的开发空间,清华大学汽车工程系张剑波教授说:“内燃机还有很强大的生命力,内燃机设计的一点微小的技术改变,乘以其庞大的运动基数就可以带来很大的技术变革,在未来的很长一段时间内内燃机汽车还将继续占有主导地位。”

VC-Turbo发动机可能存在的问题

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作为工科出身的小编,对于发动机本身的结构,存在一些看法。首先,气缸内壁的特殊涂层,不管多为高的科技,终究还是两种材料,作为涂层就不可避免的面临使用寿命的问题,以及在高温高压下的热膨胀率与底层金属的一致程度究竟如何,这直接关系到未来发动机出现“窜气”的可能。其次,从材料力学的角度分析,运动部件之间的连接处可能会出现“应力集中”,因为曲轴的受力在运动过程中是一个很复杂的过程,所以每增加一个连杆就会带来“应力集中”的可能,而“应力集中”在机械运动中是要刻意去避免的,具体请参照反例“转子发动机”。还有,“疲劳失效”是机械运动中所不可避免的,也具有不可检测性和不可发现性,表现为突然的断裂失效,“疲劳失效”的概率也会随着连杆数的增多、受力的复杂度增加而有所上升。

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头条说:目前VC-Turbo可变压缩比发动机,确定将搭载在英菲尼迪全新的QX50上,该车也会在即将开幕的北京车展上亮相。对于这款可变压缩比涡轮增压发动机,虽然对它还十分陌生,但是小编还满心期待它能尽快与大家见面。对于发动机具体的性能评测,还要等到新车上市之后为大家详细解读,敬请关注吧!

发布评论
sx半度微笑 2018-04-19 17:43:20
距离新能源普及还需要一段时间,可变压缩比是判断燃油车的重要标准
lx就是gtt 2018-04-19 15:38:16
当控制轴旋转时带动下连杆运动,进而改变多连杆的角度,而多连杆调节活塞在气缸内上止点的高度
当时年少青衫薄 2018-04-18 21:34:30
若双积分政策对外资独资企业一视同仁,也将对合资公司造成巨大挑战
缱绻流年✘记忆未冷 2018-04-18 21:23:31
若双积分政策对外资独资企业一视同仁,也将对合资公司造成巨大挑战
メTang嘉檬ャ 2018-04-18 19:56:32
对于新能源合资企业,若双积分政策对外资独资企业一视同仁,也将对合资公司造成巨大挑战
大骗子11 2018-04-18 18:11:20
技术难题尽早攻破
累军 2018-04-18 17:41:46
量产实现质变
錯過 2018-04-18 07:11:58
越升级越好了,配置遥遥领先
喜囍乐樂 2018-04-18 00:23:20
高科技产品投币电子锁。
112 2018-04-17 23:39:14
气缸内壁的特殊涂层,不管多为高的科技,终究还是两种材料
189****3266 2018-04-17 22:40:20
这人家一定有他的道理了,我们也只能在这里看一看
瑞宇天下 2018-04-17 21:21:36
这车不错
读书人 2018-04-17 18:56:01
值得一提的是该车的前挡风玻璃和前门窗户均采用了双层隔音玻璃,通过在车身多处加注泡沫隔音材料
柠檬味炫力 2018-04-17 13:27:36
技术上下工夫。”那么可变压缩比究竟有什么迷人之处,让当今汽车界的大佬们“念念不忘”,小编对此为大家带来一些专业解读
一只爱车的猪 2018-04-17 09:46:02
内饰的做工符合这个级别该有的 布局和人机工程比较合理 用着很顺手 按钮和旋钮阻尼感有一点点假的感觉
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