日產旗下豪華品牌英菲尼迪于去年洛杉磯車展上首次推出了其全新的QX50車型，而這也是英菲尼迪首款搭載可變壓縮比技術（VCR）的車型。這項技術在之前量產的車型當中是沒有出現過的, 堪稱“內燃機黑科技”。可變壓縮比渦輪增壓（VC-T）準量產發動機于2016年全球首秀，英菲尼迪稱之為 “燃燒發動機的設計突破”。

這款2.0 L的VC-T發動機機組能夠根據不同工況和不同工作模式調整其壓縮比，從而優化功率和效率，使其能達到與4缸柴油機相似的輸出扭矩。英菲尼迪VC-T發動機對比QX50此前的3.7 L V6發動機，預計可使城市及高速道路行駛綜合燃油效率提升27%。VC-T發動機輸出功率達到200 kW，最大扭矩達到380 N?m，其強勁的動力足以使VC-T發動機在效率方面成為最好的一款發動機。

1如何做到可變壓縮比

對于日產來說，VC-T技術的研發已經醞釀了20年。它不僅代表了工程師們嘔心瀝血的技術成果，也見證了其他汽車制造商曾為之瘋狂但最終還是開發失敗的歷史——即使很多汽車制造商沒有成功，但仍然會繼續推動內燃機技術的革新。根據英尼迪日產動力系統工程總監Shinichi Kiga的說法，VC-T發動機目前已經可以達到40%的熱效率水平，但還需要在系統和設備方面進一步研發和改進，而可變壓縮比VCR就是其中關鍵的技術之一。

為了順應行業發展，英菲尼迪和日產開始了發動機小型化的開發，將氣缸數縮小到4缸，也就是VC-T（內部代碼為MR20 DDT型）發動機。氣缸排量可以根據需要從1.997 L到1.970 L發生變化，VCR技術可以使其壓縮比在8～14之間變化。這樣的設置意味著，在較重的加速度或較大的負重下，發動機壓縮比轉變成8;而在高速公路或負載較低的狀態下，發動機壓縮比會增加，以提升燃油效率。在高壓縮比狀態下，VC-T采用阿特金森循環，同時活塞的行程增加。壓縮比可以根據不同發動機工況進行自由改變，總體提高發動機在不同工況下的燃燒效率。當壓縮降低狀態時，發動機具有更好的工作特性，其熱力循環也將恢復到奧托循環。

日產利用雙工作循環技術讓發動機的動力特性有了質的提升，如前面所提到的，與自然吸氣式3.5 L V6發動機相比，VC-T發動機在燃油經濟性方面有了27%的改進，性能也有提高。日產汽車技術中心的工程師認為將VCR技術應用到其他動力系統的設計中很容易，對于直列發動機，可以從VCR結構體系中看到，利用控制軸操作VCR系統難度并不大。然而對于V型結構發動機來說，情況有很大的不同。VC-T發動機的總質量是137 kg，而原有3.5 L V6自然吸氣版發動機的總質量是155kg，也就是說VCT發動機相對原V6發動機，減重了10kg。

2內燃機的一大進步

自1996年以來，日產一直致力于其VC-Turbo技術。但是復雜的結構體系，必然需要增加發動機的尺寸和體積，而對于空間布置有著更高的難度；同時，連桿數量的增多，會進而引發各部件產生共振及異響，從而對NVH的控制要求會更高，工件的加工精度要求也更高。多連桿機構是VCR技術實施的關鍵，它于20年前發明，增加的驅動電機額外增加了動力總成的質量，但同時也可以為發動機提供質量平衡。

在VC-T發動機的開發過程中，移除了2個平衡軸，而通過增加驅動電機和1個控制軸來達到發動機的動態平衡。

日產創新的多連桿機構可以靈活的調整活塞行程，根據汽車的實際駕駛條件快速調整到最合適的壓縮比。當需要改變壓縮比時，驅動電機在發動機底部旋轉控制軸，進而調整多連桿系統，改變多連桿角度，以調整活塞的高度，從而平滑的改變壓縮比和發動機排量，通過對多連桿機構和偏心軸的控制，能夠改變所有氣缸活塞的行程位置。

除此之外，VC-T發動機的技術亮點還包括與Denso和Bosch聯合開發的缸內直接、多點電噴燃油噴射系統，以及與Denso聯合開發的多回路發動機冷卻系統、可變排量機油泵、雙可變氣門正時VVT等。

而VC-T發動機應用的氣缸內壁鏡面級涂覆工藝，使活塞與氣缸壁的摩擦減少了44%——由于連桿和多連桿結構的有限橫向運動導致活塞與氣缸壁的摩擦加強。這一技術最初在英菲尼迪VR30 DDT V6上得到了應用，目前這一發動機應用的技術涉及到雷諾賽車一級方程式車隊，涉及到頂尖的工程材料應用和應對超高轉速發動機工況下的專業性發動機技術。

3量產試驗和測試

對于即將面世的QX50中級跨界車。英菲尼迪已開始測試發動機在真實環境工況下的運行狀況。大約200個測試原型正在完善VCR這項技術，包括3萬公里的等效道路測試和3萬小時的測試臺架試驗。日產在小批量試車階段同時投放600輛樣車，在美國本土就有300輛樣車用于關鍵數據的測試與反饋，另外300輛樣車在日本、迪拜和歐洲等地進行試驗驗證。這些樣車主要作為發動機測試用。在試驗過程中，計算機輔助工程和模擬在整個開發流程中同樣重要。在開發過程中，模擬的迭代過程中有許多重要的突破，包括電子控制單元的設計開發。英菲尼迪首席動力工程師認為未來混合動力車型設計運用VCR將會有革命性的改變。汽油機應用于混和動力時，發動機不需要高轉速運行，但它需要同時具備較小扭矩和較高扭矩及時轉變的能力，因此在混動車型中運用VCR將是一個很好的方案。無論如何，日產在當今的技術條件下推出VCR發動機，并將在2019 QX50車型即將面市之時，能夠做到CV-T發動機的“量產”，這一點就已是意義非凡。