第六节　发动机可变压缩比技术

可变压缩比（Variable Compression Ratio，VCR）技术能够帮助汽油发动机达到更低的燃料消耗率。在涡轮增压发动机中，为了防止爆震，其压缩比低于自然吸气式发动机。在增压压力低时热效率降低，使燃油经济性下降。特别在涡轮增压发动机中由于增压度上升缓慢在低压缩比条件下转矩上升也很缓慢，形成增压滞后现象（或称涡轮迟滞现象）。也就是说，发动机在低速时，增压作用滞后，要等到发动机加速至一定转速后增压系统才起到作用。为了解决这个问题，可变压缩比是重要方法。就是说，在增压压力低的低负荷工况使压缩比提高到与自然吸气式发动机压缩比相同或超过；另一方面，在高增压的高负荷工况下适当降低压缩比。

目前可变压缩比技术分为两类，一类是连续可变压缩比，即随着负荷的变化连续调节压缩比，以便能够从低负荷到高负荷的整个工况范围内都提高热效率；另一类是双级可变压缩比。实现可变压缩比的方法大致可分为三类，即采用非传统结构的曲柄连杆机构、改变曲轴与气缸顶端间距以及改变活塞连杆的长度。

萨博可变压缩比（Saab Variable Comression，SVC）发动机采用改变曲轴与气缸顶端p间距方法实现可变压缩比，如图1-36所示。为了实现压缩比可变，缸盖结构经过重新设计，采用了一种全新的集成式缸盖方案，也就是将缸盖与缸体通过液压控制构件连接在一起，而不是螺栓；SVC发动机的上半部分还可以进行偏转。SVC发动机大致由两大部分构成，其中缸盖、活塞、气门总成可称之为第一部分；而连杆、曲轴箱视之为第二部分。与传统发动机一样，该机型中位于下方的曲轴箱在发动机运转时保持固定不动，但上方的气缸与活塞部分，则会以曲轴为中心，借助液压机构的推力发生转动，从而使燃烧室容积发生改变。该机的压缩比可在8:1至14:1之间连续变化，它能产生165kW最大功率和304N·m的最大转矩，油耗却非常低，能比普通相同功率发动机减少超过30％的燃料消耗。另外，该款发动机的ECU能通过传感器传出的信息来判断汽油的标号，并选择最合适的压缩比。

图1-36　萨博可变压缩比（SVC）发动机结构示意图

可变压缩比技术难度极大，除了复杂的自身结构会引起加工难度及体积上的提升之外，磨损、电控精度、密封等问题都是令业界非常棘手的研发难题，以至于自诞生至今虽已有百余年，却始终未在一款量产机型上得到实际运用。

可变压缩比技术可以提升发动机的热效率，改善发动机燃油经济性；适用于多元燃料驱动；有助于降低排放；提高发动机运行稳定性；在保证动力性的前提下，可使发动机排量进一步减小，结构更为紧凑，比质量更高，是未来汽油机重要技术之一。