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日产“黑科技” 浅析VC-Turbo发动机技术

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2018-09-27 00:53:59来源:58车类型:原创编辑:刘学

在第八代凯美瑞和十代雅阁相继上市之后,日系中级车“三强”中只有全新一代天籁没有登场,而在今年纽约车展上全新一代Altima正式亮相,它也可以视作是国内天籁的海外版本。而全新一代Altima最引人注目的无疑就是搭载全新2.0T VC-Turbo涡轮增压发动机,那么这款发动机到底有何“黑科技”呢?

日产“黑科技” 浅析VC-Turbo发动机技术

从目前我们得到的消息来看,未来国产全新一代天籁车型极有可能会搭载VC-Turbo发动机。抛开新能源技术不谈,在传统动力方面目前国内的第八代凯美瑞延续了2.0L/2.5L两款自然吸气发动机,十代雅阁则搭载排量相对较小的1.5T涡轮增压发动机,海外版上的2.0T“地球梦”发动机并没有引入国内。如此看来全新一代天籁在动力系统方面将会有较为明显的优势。

日产发动机

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在技术解析之前我们先来简单了解一下日产“VC-Turbo”,它翻译过来就是可变压缩比涡轮增压发动机。其实早在上世纪九十年代,萨博、标致等厂家就曾展示过拥有可变压缩比技术的发动机,但由于种种问题最终没能走向量产。而日产的VC-Turbo技术从1998年正式立项,历时20多年,日产的工程师团队突破传统思维方式,将可变压缩比的关键性技术难题尽数突破。通过累计超过3万小时的台架实验,总里程数超过百万公里的路试,全面验证与完善了可变压缩比技术,最终完成量产成为世界首创。目前国内上市的搭载VC-Turbo发动机车型是东风英菲尼迪全新一代QX50。

日产发动机

可变压缩比是VC-Turbo的技术核心,那么什么是“压缩比”呢?说通俗点就是指气缸内混合气体被压缩的程度,用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积(燃烧室容积)之比。

日产发动机

“压缩比”虽然不像最大功率、最大扭矩那么量化那么直观,但它对发动机性能的影响非常巨大。压缩比越高气缸内混合气体压力和温度越高,燃烧效率就越高,可以带来更强的动力输出;而高压缩比带来的弊端也很明显,压缩比越高机械负荷就越高,同时也更容易出现爆震,因此对油品的要求也就越高。所以为了平衡动力输出与稳定性,“可变压缩比”似乎是最理想的解决方案。

日产发动机

但对于发动机来说,在一般情况下活塞、连杆和曲轴的相对位置是固定不变的,所以压缩比也是固定不变的。大多数汽油发动机的压缩比在9-11之间,当然也有马自达“创驰蓝天”这样走高压缩比路线的发动机(压缩比14:1国内调整为13:1)。而日产“VC-Turbo”则是从机械结构上突破,打造出可变压缩比发动机。

日产发动机

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VC-Turbo发动机在传统的活塞结构上增加了一套多连杆连接机构与HARMONIC DRIVE®(谐波传动装置)来不断提高或降低活塞冲程,从而实现压缩比的调节。根据车辆的行驶状态和驾驶员的操作,智能选择14:1到8:1之间的最佳压缩比。

日产发动机

严格来说这套系统有两组多连杆系统,当轴向控制器转动时拉动控制臂时,改变多连杆角度调节活塞在气缸内的行程,从而起到改变压缩比的目的。

日产“黑科技” 浅析VC-Turbo发动机技术

可变压缩比技术可以使车辆在高速巡航等注重燃油经济性的工况时,以较高的压缩比工作,提升燃效;而当车辆需要急加速超车时,发动机及时降低压缩比,提供更强的动力输出。

除了最重要的可变压缩比技术之外,日产VC-Turbo发动机还拥有多项先进技术。

日产发动机

VC-Turbo发动机采用MPI多点喷射和DIG缸内直喷两种方式:发动机压缩比变化时,更换使用多点喷射和缸内直喷,从而在油耗和性能方面取得平衡。同时这两套喷射方式可以在发动机高负荷时并行工作,在发动机一定转速时能够进行切换。

日产发动机

电子正时可变控制阀使发动机在高压缩比时配合阿特金森循环,低压缩比时配合奥托循环之间进行即时切换:发动机在奥托工作循环和阿特金森循环间转换,从而在压缩比变化时,达到更高的燃油经济性和最佳的性能。

日产发动机

可变多路径水冷控制为发动机内的冷却液提供多通道流动,优化冷却液在散热器、油冷器和加热器之间的分布,使发动机在最短的时间内达到最佳工作温度。

日产发动机

通过电子控制,可根据不同压缩比下,对油压与摩擦的需求,实现机油精准化输送。在延长机油寿命的同时,精确控制机油量,实现各种压缩比状态下的最优润滑效果,降低排放提升性能。

日产发动机

对于集成式排气歧管大家已经很熟悉了,在很多品牌车型上都有应用。而缸体熔射技术是将发动机缸体内部去掉缸套,在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,能减少44%的活塞摩擦损失,该技术与垂直化的活塞连杆共同作用,增加发动机的静谧性和可靠性。同时发动机还配备了电子涡轮,并优化设计涡轮叶片以及壳体形状,提高发动机响应速度。

总结:早在二三十年前就有很多厂家想要攻克可变压缩比这道难题,而最终将这项技术量产的是日产。从东风英菲尼迪全新一代QX50上的动力表现就能看出VC-Turbo的超高性能。在全新一代天籁到来之时如果推出VC-Turbo版本的话,那么无疑是对凯美瑞、雅阁这两位老对手在动力上形成极大的打击,而即便是纵观国内中级车市场,在动力方面VC-Turbo也是毫无畏惧。

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