当成全世界最强原油蒸内燃机,让英菲尼迪扬弃Benz单干的引擎到底牛在哪

by admin on 2020年3月14日

上个月,大师同事曾就英菲尼迪放弃与戴姆勒续签合作协议的新闻进行过深入分析,感兴趣的朋友可以看原文《你觉得英菲尼迪和戴姆勒终止合作是出于无奈?你错啦!》。导致英菲尼迪放弃和戴姆勒继续合作的原因之一,就是因为它自己研发了更先进的VC-T发动机。今天,便由大师来为大家科普下什么是可变压缩比?还有为什么说英菲尼迪的这款VC-T发动机很牛?

原标题:真是全球最强汽油发动机? 东风英菲尼迪QX50可变压缩比解析

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在刚结束不久的2017北美车展上,英菲尼迪展出了搭载了VC-T发动机的QX50概念车。VC-T发动机最大的亮点便是,这是世界上第一款即将量产的,带涡轮增压系统的,采用真实机械结构而非配气模拟实现可变压缩比的发动机。其实,众多厂商一直在为如何完善可变压缩比技术而努力,不过这次被英菲尼迪抢到了头筹,率先宣布会将搭载可变压缩比技术的发动机正式量产。

作为英菲尼迪在国内投放的第二款合资车型,QX50在6月10日完成了全国上市。先不说它33.98万元-48.98万元的售价是否能让消费者满意(虽然我觉得这价格真的挺有诚意),光说东风英菲尼迪QX50上搭载的那台被称为VT-C的2.0T可变压缩比发动机就值得好好研究一下。

VC-T发动机研发的背景

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其实发动机可变压缩比这个概念可以追溯到很早之前,1920年代英国工程师Harry
Ricardo第一个提出了发动机可变压缩比的概念。Harry
Ricardo爵士也是以内燃机工程闻名全球的里卡多公司的创始人。也就是从那时候起,多家著名汽车制造商纷纷试图攻克这个概念技术,其中包括沃尔沃、标致-雪铁龙、莲花、雷诺和萨博,但在英菲尼迪之前,没有一家车企或汽车品牌能够将可变压缩比技术运用在量产发动机上。

当年马自达发布创驰蓝天发动机时,凭借着“可变压缩比的噱头吸引了众多粉丝,然而其实真实情况大家也清楚,马自达创驰蓝天发动机并非是真正意义上的“可变压缩比发动机。反而此次上市的东风英菲尼迪QX50上搭载的这台全新VT-C
2.0T才是真正意义上全球第一台搭载了可变压缩比发动机的量产车型。那么,东风英菲尼迪QX50上的这台发动机到底强在哪?又是通过何种方式改变发动机的压缩比的呢?

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VC-T发动机研发的背景

我们首次听到英菲尼迪的VC-T发动机是在2016年8月,当时英菲尼迪在香港举办发布会,宣布经过20多年的研究开发,世界上第一款可量产化的可变压缩比发动机终于问世。紧接着,英菲尼迪在2016年9月份的巴黎车展上发布了这款2.0L可变压缩比涡轮增压四冲程发动机。根据官方的说法,这款发动机的压缩比可以在8:1到14:1之间自由无缝切换,峰值功率为200kW,峰值扭矩为390Nm。

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什么是压缩比?

在说这台发动机前,我们先来了解下VC-T发动机的研发背景。其实发动机可变压缩比这个概念可以追溯到很早之前,1920年英国工程师Harry
Ricardo第一个提出了发动机可变压缩比的概念。Harry
Ricardo爵士也是以内燃机工程闻名全球的里卡多公司的创始人。也就是从那时候起,多家著名汽车制造商纷纷试图攻克这个概念技术,其中包括沃尔沃、标致-雪铁龙、莲花、雷诺和萨博,但在英菲尼迪之前,没有一家车企或汽车品牌能够将可变压缩比技术运用在量产发动机上。

很多人即使买了车,或许还是不知道什么是压缩比,也或者有些人听说过这个词,但具体表达了什么概念则两眼一抹黑。

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我们首次听到英菲尼迪的VC-T发动机是在2016年8月,当时英菲尼迪在香港举办发布会,宣布经过20多年的研究开发,世界上第一款可量产化的可变压缩比发动机终于问世。紧接着,英菲尼迪在2016年9月份的巴黎车展上发布了这款2.0L可变压缩比涡轮增压四冲程发动机。根据官方的说法,这款发动机的压缩比可以在8:1到14:1之间自由无缝切换,峰值功率为200kW,峰值扭矩为390Nm(东风英菲尼迪QX50上的高功率版VC-T
2.0T发动机的峰值功率为200kW,峰值扭矩为380Nm)。

其实,压缩比很容易理解,它表示活塞由下止点运动到上止点时,气缸内气体被压缩的程度。简单来说,原本气缸里有8份空气,最后被活塞压缩成1份,那么压缩比就是8:1,而被压缩的空气密度会变得很大。

VC-T发动机还能可变排量?

为什么压缩比会这么重要?

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一般来说,在工程条件允许的前提下,压缩比越高,发动机的热效率也会越高,也就是说燃油经济性越高,实际的表现就是车辆越省油;反之,压缩比越低,发动机的转速和扭矩都会有所提升,实际的表现就是车辆在中低速的加速性越好。如今大多数厂商把发动机压缩比控制在10:1左右,这个数值既能提供良好的燃油经济性,同时也有不错的中低速时的动力表现。

英菲尼迪的VC-T发动机,就是一种可以改变发动机的压缩比(关于什么是压缩比,大家可以百度,这里就不多赘述了),从而适应驾驶需求的发动机。如果在高速路上以经济速度行驶,发动机会自动提高活塞行程,从而提高压缩比,进而提高热效率,达到省油的目的。如果你想让你的车提速更快,发动机就会降低活塞行程,从而降低压缩比,让发动机爆发出更强的动力。通过监测司机驾驶习惯,VC-T发动机的控制系统会对发动机复杂的连杆机构进行调整,进而改变活塞行程,实现可变压缩比。
必须指出的是,由于可变压缩比结构为机械式,活塞下止点在不断变化的过程中,VC-T发动机的排量也随之变化。高压缩比的情况下,VC-T发动机实际排量最大;在低压缩比情况下,VC-T发动机的实际排量最小。从这个意义上看,这款发动机还是世界上第一款不以闭缸方式实现排量调整的可变排量发动机。都说“鱼和掌不可兼得,一般一辆车要么省油,要么性能好,很难做到性能好的同时还省油,然而英菲尼迪的VC-T发动机却能够做到两者兼得。

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在排放标准越来越严格的情况下,为什么大多数厂商都没有使用高压缩比(如:13:1或14:1)的发动机,从而提高燃油经济性?

英菲尼迪官方宣称,与相同功率的V6发动机相比,它的这台2.0升VC-T发动机可以多节省大约27%的燃油。这台发动机的压缩比会在8:1-14:1之间变化,前者能够提供高增压、高性能,而后者能提供燃油经济性。VC-T发动机采用缸内直喷和歧管喷射组成的双喷射系统,优化了排气歧管和汽缸盖,配备了涡轮电控泄压阀和可变气门正时技术。换句话说,只要是能省油的技术,在这台VC-T发动机上基本都用到了。

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VC-T发动机是如何工作的?

压缩比太高,气缸内油气混合物有可能被压燃——柴油发动机的点火就是靠高压缩比压燃的。汽油同样有可能被压燃,如果活塞在上升压缩过程中,不小心把汽油和空气混合物压燃,就会产生爆燃——也就是俗称的爆震。如果不解决爆燃这个问题,那么对发动机的损伤会非常大。另外,如果发动机搭载了涡轮增压器,由于增压器的增压效果,会加剧发动机爆震几率。

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要理解VC-T发动机可变压缩比的工作原理,那就先来看下上面这张图。VC-T发动机的工作原理其实不难理解。当以经济时速行驶时,活塞会上升,这时候发动机的压缩比为14:1,达到了最大燃油经济性。如果你想要减小压缩比,那么只需脚踩油门的力度更大,ECU会接收到信号,同时将信号发送给谐波驱动器,谐波驱动器会带动执行臂。接下去,控制轴会围绕曲轴移动,控制轴发生角位移会导致曲轴连杆的行程发生变化,最后与曲轴相连的活塞行程会降低。最终,发动机的压缩比可降到最低的8:1,然后发动机就会提供更强的动力性能,而驾驶者也能够享受到极致的加速感。
英菲尼迪的这套VC-T发动机的另一个优点是体积小。由于整个额外的机械结构非常紧凑,也不是特别复杂,与其他混合动力系统或6缸发动机相比,占据的空间更小。这就意味着该发动机安装布置更容易,平台适应性更好,适用车型就会更多。最后一个优点,就是VC-T发动机会比其他任何四缸发动机动力输出更加顺畅,因为连杆在行程中更加直立,扭矩曲线与柴油机非常相似,爆发力更强。

除了压缩比,汽油的品质是另一个影响爆震的问题。为了减轻这种情况,一些发动机对油品的要求会比较高,需要高辛烷值的燃油。由于有着较高的引燃温度,高辛烷值燃油较不容易提前引爆,因此能够降低发动机爆震发生几率。以马自达创驰蓝天发动机为例,其国外版本的压缩比为14:1,国内版本压缩比将为13:1,这其实就是针对中国汽油品质做出的妥协。

英菲尼迪VC-T发动机可能存在哪些问题?

VC-T发动机还能可变排量

没有任何技术是完美无缺的,虽然英菲尼迪的这款VC-T发动机有着非常多的优点,但依然会存在两个问题或疑问:1、VC-T发动机上的这套多连杆机械系统比标准的连杆更复杂,会增加发动机出现故障的几率。比如当四个活塞在改变压缩比时,而其中一个没能够正确地调节到位,会出现怎样的后果?发动机控制系统又如何纠错?又比如由于结构问题,活塞的受力方向并不是与缸壁平行的,长时间运作会不会导致发动机缸壁磨损?在零配件和结构增加的情况下,这款发动机的耐久性和可靠性如何也尚待验证。2、从之前展示的发动机看,为了适应四缸发动机的缸体,VC-T上的这套可变压缩比机构很多部分被做得非常轻薄,这就意味着这款发动机不可能通过调校进一步提升动力,否则可变压缩比机构的强度无法承受更大的动力水平。写在最后作为全球第一款搭载了可变压缩比技术的涡轮增压发动机,东风英菲尼迪QX50上的这台VC-T发动机无疑吸引了众多消费者的目光。毕竟在创驰蓝天SkyActiv-X发动机还未正式量产的情况下,说这台发动机是现今市面上最强的2.0T汽油发动机也不为过。当然,也正由于这台发动机太新、太黑科技了,所以它的可靠性、稳定性等还需要经过市场验证。不过相信这也不会对英菲尼迪接下去的产品规划产生太大影响,毕竟还要靠着这台发动机来逐步替换旗下大多数车型上的那台VR系列发动机。

英菲尼迪的VC-T发动机,就是一种可以改变发动机的压缩比从而适应驾驶需求的发动机。如果在高速路上以经济速度行驶,发动机会自动提高活塞行程,从而提高压缩比,进而提高热效率,达到省油的目的。如果你想让你的车提速更快,发动机就会降低活塞行程,从而降低压缩比,让发动机爆发出更强的动力。

Every man has his price.

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*“天生我才必有用**。***

通过监测司机驾驶习惯,VC-T发动机的控制系统会对发动机复杂的连杆机构进行调整,进而改变活塞行程,实现可变压缩比。

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必须指出的是,由于可变压缩比结构为机械式,活塞下止点在不断变化的过程中,VC-T发动机的排量也随之变化。高压缩比的情况下,VC-T发动机实际排量最大;在低压缩比情况下,VC-T发动机的实际排量最小。从这个意义上看,这款发动机还是世界上第一款不以闭缸方式实现排量调整的可变排量发动机。

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都说“鱼和掌不可兼得”,一般一辆车要么省油,要么性能好,很难做到性能好的同时还省油,然而英菲尼迪的VC-T发动机却能够做到两者兼得。

英菲尼迪官方宣称,与相同功率的V6发动机相比,它的这台2.0升VC-T发动机可以多节省大约27%的燃油。这台发动机的压缩比会在8:1-14:1之间变化,前者能够提供高增压、高性能,而后者能提供燃油经济性。

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VC-T发动机采用缸内直喷和歧管喷射组成的双喷射系统,优化了排气歧管和汽缸盖,配备了涡轮电控泄压阀和可变气门正时技术。换句话说,只要是能省油的技术,在这台VC-T发动机上都用到了。

VC-T发动机又是如何工作的?

要理解VC-T发动机可变压缩比的工作原理,那就先来看一张图。

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VC-T发动机的工作原理其实不难理解。当以经济时速行驶时,活塞会上升,这时候发动机的压缩比为14:1,达到了最大燃油经济性。如果你想要减小压缩比,那么只需脚踩油门的力度更大,ECU会接收到信号,同时将信号发送给谐波驱动器,谐波驱动器会带动执行臂。接下去,控制轴会围绕曲轴移动,控制轴发生角位移会导致曲轴连杆的行程发生变化,最后与曲轴相连的活塞行程会降低。最终,发动机的压缩比可降到最低的8:1,然后发动机就会提供更强的动力性能,而驾驶者也能够享受到极致的加速感。

英菲尼迪的这套VC-T发动机的另一个优点是体积小。由于整个额外的机械结构非常紧凑,也不是特别复杂,与其他混合动力系统或6缸发动机相比,占据的空间更小。这就意味着该发动机安装布置更容易,平台适应性更好,适用车型会更多。

最后一个优点,就是VC-T发动机会比其他任何四缸发动机更加顺畅,因为连杆在行程中更加直立,扭矩曲线与柴油机非常相似,爆发力更强。

ylhg永利皇宫网站,英菲尼迪VC-T发动机存在的问题

说实话,没有任何技术是完美无缺的,虽然英菲尼迪的这款VC-T发动机有着非常多的优点,但依然会存在几个问题或疑问:

1、VC-T发动机上的这套多连杆机械系统比标准的连杆更复杂,会增加发动机出现故障的几率。比如当四个活塞在改变压缩比时,而其中一个没能够正确地调节到位,会出现怎样的后果?发动机控制系统又如何纠错?在零配件和结构增加的情况下,这款发动机的耐久性和可靠性如何,尚待验证。

2、从展示的发动机看,为了适应四缸发动机的缸体,VC-T上的这套可变压缩比机构很多部分被做得非常轻薄,这就意味着这款发动机不可能通过调校进一步提升动力,否则可变压缩比机构的强度无法承受更大的动力水平。

3、毫无疑问,这款发动机的制造成本会比普通4缸发动机高很多。

写在|最后

大师最后的疑问就是,这款发动机是否会引进国内?又是否能喝得惯国内的汽油?马自达的创驰蓝天发动机可以通过刷ECU,用配气结构来对模拟高压缩比进行调整,但英菲尼迪的VC-T发动机的可变压缩比机构为纯机械结构,如果想针对中国市场的油品环境对最大压缩比进行调整,难度无疑更大,成本也会更高。所以对于这款发动机是否会引入国内,短期内大师持保留态度。

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