20年磨一剑 聊日产2.0T VC-TURBO发动机

奥迪Q5L 参考价：39.75万起

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如果我举一个今年国内汽车发动机领域最重要的事件，我会选择4月12日日产VC-TURBO可变压缩比发动机在东风日产郑州工厂正式下线的事件。日产的VC-TURBO 2.0T可变压缩比发动机是全球首款量产可变压缩比发动机。它是日产工程师20年后发展起来的技术结晶。与目前日产2.0T发动机相比，可降低油耗27%。发动机的国产化降低了其制造成本，让中国消费者能够以更实惠的价格享受到具有世界领先技术的发动机产品，大大增强了日产动力系统的竞争力。今天，我们将通过现场拆解，了解VC-TURBO可变压缩比“黑科技”到底是怎么一回事。

●与竞争产品参数相比

代号为“KR20DDT”的国产日产2.0T VC-TURBO可变压缩比发动机已搭载在今年6月上市的东风英菲尼迪2018款QX50上，也将搭载在本月18日上市的东风日产新天竺车型上。

与同级竞品相比，搭载2.0T VC-TURBO发动机的英飞迪QX50在最大功率数据上有一定优势，体现了可变压缩比技术在动力输出性能上的优势。但从下表中我们也可以看到，低扭矩输出强劲的奥迪2.0T发动机，虽然最大马力和峰值扭矩参数并不突出，但可以为车辆提供更好的加速特性，在0-100km/h加速测试中取得更好的成绩，奥迪Q5L（查成交价|参配|优惠政策）以上发动机的油耗表现也是可圈可点。

据官方介绍，实际上KR20DDT发动机经过调整后，在1500rpm时就能输出最大扭矩。但是，由于QX50上安装了较旧的CVT变速箱，最大扭矩输出速度有所提高。当新车型换上新变速箱后，KR20DDT发动机将通过“密封式”低扭完全释放。

●可变压缩比是如何实现的？

你可能从这篇文章的标题中看到了一个线索，可变压缩比技术其实已经有20多年的历史了。20世纪（查成交价|参配|优惠政策）80年代末，萨博开始研究可变压缩比发动机，并通过活动缸盖和缸筒实现压缩比的变化。1990年，萨博申请了相关技术专利，随后推出了SVC可变压缩比发动机。从那时起，各种车辆制造商开始了可变压缩比发动机的研究。

为了避免专利诉讼，不同厂商实现可变压缩比的方式不同。验证设计理念的发动机有很多，但基本都没有实现量产。原因集中在可靠性、耐用性、小型化、运行效率等问题上。

据官方透露，日产为这款2.0T VC-TURBO发动机的R&D基金高达200亿美元。日产开发的这款发动机是怎么花大价钱换压缩比的？让我们一起来看看。

更多精彩视频，均在车载家庭视频频道。

“日产2.0T VC-TURBO发动机可变压缩比机构实拍视频”

细心的朋友可能会注意到，与传统发动机相比，VC-TURBO发动机缺少曲轴底部的平衡轴。缺少平衡轴是否意味着发动机抖动会增加？事实并非如此。VC-TURBO发动机的多连杆结构可以使发动机活塞向正弦曲线靠拢，有利于工作时四缸产生的具有相位差的振动相互抵消，从而提高发动机工作时的平顺性。

与传统活塞式发动机相比，2.0T VC-TURBO发动机的活塞/曲轴/连杆机构摩擦副较多。这在理论上会增加发动机的运行摩擦，降低发动机的效率。但由于多连杆机构的设计，在2.0T VC-TURBO发动机上，与活塞连接的连杆在发动机运转时摆动幅度变小，使得活塞在上死点时连杆最大程度保持垂直，从而在做功冲程初期， 点燃混合气体产生的冲击力不会导致活塞产生较大的分力挤压气缸壁，使活塞与气缸之间的摩擦减少44%，对摩擦副的增加有负面影响。

更多精彩视频，均在车载家庭视频频道。

『VC-TURBO发动机与传统发动机工况对比视频』

控制电机在减速器减速增扭后通过A连杆带动偏心轴转动。偏心轴的转动会改变多连杆系统的结构，从而同时改变四缸活塞的上止点和下止点的位置，使发动机的压缩比可以在8:1到14:1之间变化。官方数据显示，当发动机压缩比从14:1下降到8:1时，活塞上止点下移6mm，活塞行程从88.9mm增加到90.1mm，排量从1970cc增加到1997cc。发动机压缩比在大约1.2秒内从14:1降至8:1。

●什么是可变压缩比控制策略？

从2.0T VC-TURBO发动机的MAP图可以看出，该发动机在低速低负荷时采用了14:1的高压缩比，提高了发动机的燃油经济性。高负荷、高速工况下采用8:1的低压缩比。一方面可以输出更强的动力，另一方面可以避免爆震，提高发动机运转的平顺性。在上述两种工况的过渡区，将根据实际工况在14: 1到8: 1之间选择合适的压缩比。

根据官方信息，这种可变压缩比系统可以连续动态调节发动机的压缩比。对于不同标号或不同品质的汽油，ECU会根据爆震传感器传来的数据，在整个工作范围内动态微调压缩比值，以保证发动机的平稳运行，增强发动机对油品的适应性。虽然日产官方建议发动机使用95号汽油，但使用92号汽油没有问题，只是动力性能和燃油经济性会减弱，发动机不会受损。除了机油的影响，ECU还会考虑环境温度、冷却液温度、海拔等参数来设定发动机的最佳压缩比。

●采用主流硬件技术配置。

2.0T VC-TURBO发动机除了可变压缩比外，还配备了多种主流发动机技术配置，包括混合喷射、双循环、进排气可变气门正时、集成排气歧管、可变排量机油泵、电控涡轮排气旁通阀、电控冷却液循环系统等。

阿特金森循环也叫米勒循环。它是一种压缩冲程比做功冲程短的发动机工作模式，可以更有效地利用混合气体燃烧产生的能量，因此比传统的Alto循环工作模式具有更好的节油效果。关于阿特金森循环的知识这里就不展开了。感兴趣的朋友可以参考《高压缩比蓝天2.0L发动机的秘密拆解与打造》的相关介绍。日产2.0T VC-TURBO发动机与同级别大多数主流发动机产品一样，可以根据工况在阿特金森循环和奥托循环之间切换，从而更好地平衡发动机的动力性能和燃油经济性。

日产的2.0T VC-TURBO发动机不仅拥有独创的可变压缩比功能，还应用了当前发动机行业的大量主流技术配置，确保其在同行中具有足够强的竞争力。

●下一阶段的目标-45%的热效率

据日产工程师介绍，2.0T VC-TURBO发动机的下一阶段目标是达到45%的热效率。目前，2.0T VC-TURBO发动机的热效率约为38%。达到45%热效率的方式官方并没有过多透露，只是2.0T VC-TURBO发动机的活塞行程将进一步增加空。增加活塞行程是提高发动机物理压缩比的方法之一。从行业趋势来看，下一代2.0T VC-TURBO发动机很可能采用压缩比更高的HCCI均质压缩点火技术。作为汽油压燃技术的匹配，目前喷射压力在350bar以上的燃油喷嘴、大控制角的电动气门正时系统、水冷废气再循环系统、电动涡轮增压器等前沿硬件配置都有可能出现在下一代日产VC-TURBO发动机上。

“均质化燃烧”中的“均质化”是指混合气的状态，缸内混合气的汽油浓度是均匀的。气缸中均匀的汽油混合物由活塞加压，从而使混合物升温。当温度上升到一定程度时，气缸各部分的混合气会同时燃烧。均质充量压燃技术提高了汽油机在中低负荷工况下的稀燃极限，提高了发动机的燃油经济性。

●全文总结:

作为发动机领域的“少数派”，日产2.0T VC-TURBO可变压缩比发动机在技术上有其独特的创新，更好地平衡发动机动力性能和燃油经济性是其优势之一。经过20年的技术积累，这款发动机在设计、性能、加工工艺、耐用性等方面都得到了更高层次的优化。但是，面对一款创新的发动机产品，大多数消费者都会采取观望的态度。复杂可变压缩比控制机构的可靠性真的经得起中国市场的考验吗？这个问题在东风日产的车型全新天籁（查成交价|参配|优惠政策）上市一段时间后就能看出来。