真正的黑科技 帶你領略英菲尼迪可變壓縮比發動機

在這個月的月頭，英菲尼迪終於給全球媒體提供了全新一代QX50的新車試駕。對於英菲尼迪來說，這不僅僅是QX50的常規換代那麼簡單，還標誌著其全新開發的可變壓縮比發動機正式推向市場，這台堪稱「戰略級」的發動機究竟有著哪些過人之處呢？下面就一起來看看吧：

（建議在電腦網頁下閱讀，手機閱讀可能會有部分動圖無法顯示，敬請體諒）

這台發動機代號為KR20DDET，排量為2.0L，採用單渦輪增壓，搭載英菲尼迪全新開發的VC-T可變壓縮比系統，且還有連續可變氣門正時系統，能實現發動機在奧拓循環與阿特金森循環之間切換。在燃料噴射方面，QX50同時擁有缸內直噴及歧管噴射兩種噴射方式。

在一探其技術高深之處前，不妨先從一張圖，直觀地看看它與目前英菲尼迪舊款2.0T渦輪增壓發動機的對比。舊款發動機其實就是之前英菲尼迪與賓士合作的產物，發動機主體由賓士設計完成，後續由英菲尼迪自行調校。

通過數據我們可以看出，新款發動機的動力提升達到了25%以上，而且據官方介紹稱，在燃油經濟性方面，新款發動機也比舊款發動機提升了27%。

雖然「雙循環」和「雙噴射」技術的追加功不可沒，但性能方面的提升大部分還是得歸功於那套可變壓縮比系統。

為什麼壓縮比可變對於發動機的性能至關重要呢？

先來看看什麼是壓縮比，壓縮比就是發動機內燃燒室最大體積與最小體積的比值。燃燒室最小體積V1的位置就是活塞運行到上止點，也就是圖中的TDC位置。最大體積V1+V2的位置是活塞運行到下止點，也就是圖中的BDC位置。

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壓縮比對發動機性能的影響非常明顯，高壓縮比可以提供更高的燃燒效率，但是在某些工況下會讓汽油過早燃燒，從而造成發動機爆震現象。馬自達的SKYACTIV-X技術正是利用了高壓縮比下汽油容易自燃這一特性，開發出讓汽油壓燃的發動機，而低壓縮比則可允許更高的功率和扭矩，避免發生爆震現象。因此在一些大馬力改裝車上，降壓縮比幾乎都是它們的必修課。

所以，如果能針對發動機的運行工況，不斷調整改變壓縮比大小的話，那麼發動機將能大幅度提高動力性能以及燃油經濟性。但是，從解釋壓縮比的圖我們可以看到，受機械機構的影響，壓縮比是很難發生改變的，要麼只能讓活塞的行程發生改變，要麼整個缸體都產生軸向移動，才能實現壓縮比的改變。

英菲尼迪不是第一家「吃螃蟹」的車廠，早在八、九十年代，豐田、薩博等車廠均曾經研究過相關技術，雖然在理論上可行，但實際上或多或少都存在著明顯的技術缺陷，無法在性能及可靠性上達到良好的平衡，而且即使在機械設計上滿足了需求，在發動機標定方面跟不上也是毫無意義，所以車廠們也沒在該技術上過分深究。

後續雖然也不斷有機構提出各種天馬行空的新可行方案，但是在發動機這個相對惡劣（高溫、高壓、高強度）的環境下，想實現可變壓縮比可不能只是理論上可行那麼簡單。

簡單結構實現可變壓縮比

英菲尼迪採用的辦法是通過加入一套裝置，改變活塞的行程，從而實現壓縮比的可變。英菲尼迪的工程師們在曲軸附近的位置安裝了一套諧波傳動的電動機裝置，通過一套曲柄連桿機構與活塞下部連接起來，當電動機裝置轉動不同的角度時，可實現不同的活塞行程。藉助這套機構，新發動機實現了壓縮比從14:1到8:1的連續變化，而且壓縮比從最大降到最低僅需1.2秒。

當車輛處於低負荷環境下，例如高速巡航或怠速時，電機往逆時針旋轉，驅動執行臂和控制軸，讓下連桿發生高度變化，由於下連桿又連著中間連接座，連接座的另一端透過上部連桿與活塞相連，從而使活塞行程增大，增大壓縮比。當車輛需要急加速時，電機往順時針旋轉，活塞行程縮短，降低壓縮比。

發動機高壓縮比狀態示意圖

簡單來說，就是這個電動機裝置通過幾重連接，與活塞相連，能讓活塞獲得不同的活動行程。這套裝置看似複雜，其實也只是以機械結構為主，哪怕電動機裝置出現故障，發動機也能繼續工作，維持車輛行駛。

發動機低圧縮比狀態示意圖

這套可變壓縮比系統，除了能讓發動機以不同壓縮比運轉以外，還能提高發動機的運轉平順性。

四缸發動機在設計上，天生就不是理想的平衡狀態，因此四缸發動機的曲軸上通常都會搭配平衡軸裝置，以消除振動，但是英菲尼迪這台新發動機並沒有平衡軸，因為可變壓縮比系統里的那套額外的曲柄連桿機構能消除活塞運動所帶來的二次慣性，從而提高了發動機的運轉平順性。

此外，如果你細心觀察新發動機的做功衝程，你能發現發動機連桿在做功時，會比傳統發動機的連桿更加垂直，這意味著減小了活塞對氣缸壁的側向力，減小側向力意味著減小了摩擦，因此發動機的效率也能同時獲得提高。

多種技術加成 打造高性能2.0T發動機

這台新發動機作為英菲尼迪新一代的技術結晶，英菲尼迪自然把看家的本領都用在這上面了，為了保證車輛在高壓縮比下的運轉正常，發動機還配備了連續可變正時系統，實現奧拓循環與阿特金森循環之間的切換。發動機會在高壓縮比模式下，切換至阿特金森循環，以獲得更高的效率。

同時，英菲尼迪還通過採用多點噴射和缸內直噴來對應不同的壓縮比。在高壓縮比下，缸內直噴使發動機避免發生爆震，提高了燃燒效率和性能。多點噴射則可以讓汽油和空氣提前混合，在發動機低負荷的情況下在燃燒室內完全燃燒，從而獲得更高的效率。

在發動機減振方面，除了有可變壓縮比系統外，還有英菲尼迪研究多年的主動式發動機支架減振系統，廠方將其稱為ATR（Active Torque Rod，主動扭矩桿），這是一項過去搭載在柴油機上的技術，近年來因為電機往小型化發展，所以得以安裝至汽油機上。

這套系統包含能檢測振動的感測器，當系統檢測到振動後，能產生與其相反的往複運動，從而將振動抵消掉，實現與V6發動機一樣的平穩安靜。

綜上所述，這台新發動機除了追求更優秀的動力表現及燃油經濟性以外，另外一個就是對於平順性方面的追求，英菲尼迪希望在眾多技術支持下的新四缸發動機，能做到過去V6發動機那樣的動力水平以及運轉平順性。

這台發動機上還有氣缸蓋集成排氣歧管、可變流量機油泵、電控渦輪泄壓閥等現代發動機常見的新技術，確保自己不落後於同級別對手。

說了這麼多，搭載這台全新發動機的新一代QX50到底開起來怎麼樣呢？我的同事在國外做了很詳細的試駕感受，大家可以去看看：《搶先試駕英菲尼迪全新QX50 她也向自吸》

在工藝方面，發動機的氣缸內部還進行了「鏡面」處理，和當年日產GT-R使用的技術如出一轍。該工藝先對缸體內部表面進行等離子噴塗，再進行超精珩磨，使氣缸出現呈鏡面般反光的氣缸壁，以減少活塞與氣缸間的摩擦，提高發動機效率。

可能有人會問了，新發動機突然追加了如此多新技術，特別是可變壓縮比系統，這會不會對可靠性方面造成影響呢？廠家宣稱在開發該發動機時，製作了超過100台原型機，經過了300萬公里的等效路試，以及3萬小時的台架試驗。在路試方面，英菲尼迪共準備了600台測試車在世界各地測試，而過去舊車型的開發，一般只會有50台左右的測試車。

搭載眾多嶄新技術的發動機，恐怕是又再一次與中國市場無緣吧？即使引進，也只是在昂貴的進口車上使用吧？這個說法完全不對，目前你已經能從國家工信部網站上查到新一代QX50的申報信息，發動機使用的正是這台全新的可變壓縮比發動機。據悉，該車將於2018年夏季上市。

全文總結：在過去的幾十年里，英菲尼迪和日產所開發的發動機一直被人津津樂道，同時也多次入選沃德年度十佳發動機。近幾年，英菲尼迪的研發速度雖略顯緩慢，但這一次可變壓縮比發動機的推出，終於讓我們看到了這些年來英菲尼迪在忙些什麼了。這款發動機能否帶領英菲尼迪更上一層樓呢？就讓我們拭目以待它在市場上的表現吧。

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