[汽車(chē)之家 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)] 發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比越高，其熱效率越高，即消耗相同的燃料能夠產(chǎn)生更大的動(dòng)力。目前主流發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率接近40%，部分用于混合動(dòng)力車(chē)型的發(fā)動(dòng)機(jī)由于采用了米勒循環(huán)工作模式，熱效率已經(jīng)超過(guò)了40%。為了進(jìn)一步提升熱效率，各大汽車(chē)廠商都在提升壓縮比的道路上下功夫。馬自達(dá)第二代創(chuàng)馳藍(lán)天自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)把壓縮比提升至18：1（已經(jīng)接近柴油機(jī)的壓縮比），要達(dá)成的熱效率為50%。然而，這個(gè)50%的熱效率并不是在所有工況下都能達(dá)到，在高轉(zhuǎn)速工況下，這么高的壓縮比會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸溫度過(guò)高，爆震問(wèn)題將會(huì)一發(fā)不可收拾。為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)在全工況（各種轉(zhuǎn)速和負(fù)荷）下都能有最合適的壓縮比（盡可能高又能避免因爆震導(dǎo)致的平順性下降），可變壓縮比技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文將為你揭開(kāi)可變壓縮比技術(shù)的面紗。
● 什么是發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比？
壓縮比是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)幾何參數(shù)，壓縮前的氣缸總?cè)莘e與壓縮后的氣缸容積（即燃燒室容積）之比（注：本文僅討論活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，轉(zhuǎn)子或其他形式的發(fā)動(dòng)機(jī)不在本文討論范圍）。
● 現(xiàn)在的量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)壓縮比的改變？
在可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)普及之前，工程師只能通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)。最為常見(jiàn)的做法就是改變連桿長(zhǎng)度或者改變活塞頂形狀來(lái)達(dá)到改變壓縮比的目的。
然而，通過(guò)可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)延遲關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)這種方法只能單方向?qū)崿F(xiàn)壓縮比的縮小。而且由于延遲關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)，氣缸吸入氣體的量減小了，相當(dāng)于縮小了發(fā)動(dòng)機(jī)的排量，削弱了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。對(duì)于主要應(yīng)用于中低負(fù)荷工況的米勒循環(huán)或者有電機(jī)輔助的混合動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，排量的縮小可以節(jié)省油耗，有一定的益處。但對(duì)于追求高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，改變壓縮比導(dǎo)致排量縮小導(dǎo)致性能下降是無(wú)法讓客戶(hù)接受的。所以，能夠動(dòng)態(tài)改變發(fā)動(dòng)機(jī)幾何結(jié)構(gòu)的可變壓縮比技術(shù)便有應(yīng)運(yùn)而生了。
● 為什么要根據(jù)不同工況改變發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比？
可變壓縮比技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)初衷是為了提高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的。對(duì)于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)而言，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，廢氣流量和脈沖強(qiáng)度無(wú)法有效地推動(dòng)渦輪提速，導(dǎo)致增壓壓力偏低，使得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出和燃油經(jīng)濟(jì)性未如理想。
此外，利用爆震傳感器偵測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震狀態(tài)，提高或降低發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比，能夠輕易實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)不同標(biāo)號(hào)汽油的自適應(yīng)。