[汽車之家 技術(shù)] 電動(dòng)車、新能源技術(shù)的推廣似乎讓傳統(tǒng)動(dòng)力的發(fā)展變得愈加艱難，“20XX年完全實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化……從2025年起不再銷售汽油車（荷蘭）”這些政策和趨勢似乎也在預(yù)示著燃油車末日的到來，但事實(shí)真的如此嗎？就在今年，英菲尼迪QX50(參數(shù)|詢價(jià))（日產(chǎn)可變壓縮比VC-TURBO發(fā)動(dòng)機(jī)）橫空出世，再一次將傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)推到了臺(tái)前，我們?cè)僖淮胃惺艿搅藱C(jī)械的魅力,但也隨之帶來了一個(gè)疑問，可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)是否是內(nèi)燃機(jī)最后的絕唱？畢竟就目前來看內(nèi)燃機(jī)從結(jié)構(gòu)上講幾乎不可能再有大的改變……
這篇文章，我們從歷史上內(nèi)燃機(jī)的幾次大的技術(shù)革新講起，從米勒循環(huán)到阿特金森循環(huán)，從化油器到缸內(nèi)直噴，從自然吸氣到渦輪增壓，最后來到汽車人們都無限向往的“可變技術(shù)”……
■英菲尼迪QX50，帶來的是內(nèi)燃機(jī)的絕唱還是一個(gè)新時(shí)代的升起？
說起可變壓縮比，其實(shí)過去的一些發(fā)動(dòng)機(jī)上也有應(yīng)用，比如馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)或者豐田混動(dòng)的阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)等，但這些可變壓縮比技術(shù)從本質(zhì)上講是對(duì)可變壓縮比改變并不大，都是通過調(diào)整配氣程序，讓發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹比大于實(shí)際壓縮比來實(shí)現(xiàn)。
縱觀汽車的歷史，一臺(tái)能真正量產(chǎn)的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)絕對(duì)能進(jìn)入改變汽車歷史的“名人堂”，畢竟在內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的近百年來，物理結(jié)構(gòu)上的改變并不多，而正因?yàn)閹缀醵ㄐ偷陌l(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，才讓這臺(tái)可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的顯得尤為珍貴。當(dāng)然，可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)也不是一蹴而就，這是日產(chǎn)經(jīng)過20年，200億美元一點(diǎn)點(diǎn)積累研發(fā)出來的，這是一代代發(fā)動(dòng)機(jī)從歧管噴射到直噴，從自然吸氣到增壓，從單氣門到多氣門再到雙頂置凸輪軸，一步步進(jìn)化，一代代發(fā)展來的…而最初的故事要從最早的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)說起。
■咖啡推銷員和他的世界上首臺(tái)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)
1832年6月14日，德國一個(gè)普通工匠的家庭迎來了他們的第六個(gè)孩子Nicolaus August Otto（尼古拉斯·奧托），奧托從1838年開始上學(xué)，從小便表現(xiàn)出了對(duì)科學(xué)和技術(shù)的濃厚興趣，這種情況一直持續(xù)到高中。
如果按照一般的劇本，奧托這一生似乎會(huì)在銷售公司完成自己整個(gè)的職業(yè)生涯，但命運(yùn)就是這么神奇，熱愛科學(xué)和技術(shù)的奧托在1860年秋末一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)了解到了比利時(shí)工程師勒努瓦正在設(shè)計(jì)制造一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)。
奧托對(duì)勒努瓦的發(fā)明十分著迷，于是和自己的兄弟一起仿制了勒努瓦發(fā)動(dòng)機(jī)，并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，使用了液體燃料，雖然最后在申請(qǐng)專利時(shí)被當(dāng)時(shí)的普魯士商務(wù)部拒絕了，但卻讓奧托意識(shí)到了液體燃料壓縮這個(gè)方向，如果用現(xiàn)在的眼光看，這就是燃油噴射的雛形。
奧托在同年也了解到了這位法國工程師的理念，這個(gè)原理與自己的壓縮燃料概念有些不謀而合，于是奧托在1861年使用了這一原理制造了一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，不過很遺憾這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)只運(yùn)行了幾分鐘，但不可否認(rèn)的是，這是世界上第一臺(tái)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)。
奧托循環(huán)是目前大部分發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方式，工作的一個(gè)周期是由吸氣過程、壓縮過程、膨脹做功過程和排氣過程這四個(gè)沖程構(gòu)成。
首先活塞向下運(yùn)動(dòng)使燃料與空氣的混合體通過一個(gè)或者多個(gè)氣門進(jìn)入氣缸，關(guān)閉進(jìn)氣門，活塞向上運(yùn)動(dòng)壓縮混合氣體，然后在接近壓縮沖程頂點(diǎn)時(shí)由火花塞點(diǎn)燃混合氣體，燃燒空氣爆炸所產(chǎn)生的推力迫使活塞向下運(yùn)動(dòng)，完成做功沖程，最后將燃燒過的氣體通過排氣門排出氣缸。
自從奧托發(fā)動(dòng)機(jī)問世后，后面的事情估計(jì)大家就很熟悉了，曾經(jīng)是奧托公司的工程師戴姆勒和邁巴赫制造了第一臺(tái)往復(fù)式四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。后來在1886年初夏，德國人卡爾·本茨將自己研發(fā)的二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)裝在了一臺(tái)三輪車上，成為了世界上第一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的汽車。
回到奧托循環(huán)這個(gè)話題，在奧托發(fā)明自己的發(fā)動(dòng)機(jī)之前，其他的內(nèi)燃機(jī)馬力都比較小，用在汽車上基本是不可能的，但奧托發(fā)動(dòng)機(jī)卻可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，除此之外，奧托循環(huán)也將膨脹比和壓縮比的概念真正應(yīng)用到了發(fā)動(dòng)機(jī)上面，可以毫不夸張的說，奧托先生算是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)歷史上真正的創(chuàng)造者之一。