一刀说 | 内燃机顶级技术的Bettle，日产可变压缩比和马自达压燃汽油机谁更牛？

可变压缩比动员机和压燃式汽油机是内燃机工程师几十年来的两个妄想，在现在电气化如火如荼，内燃机行业深刻厘革的时代，我们倏忽看到两个妄想倏忽被日产和马自达在2018年不约而同的实现了，让人不堪感伤。 [好文分享：www.ii77.com]

今天我们一路来看看日产的VC Turbo 和马自达最新的创驰蓝天Skyactive X压燃式汽油机手艺的立异之处。 [本文来自：www.ii77.com]

▍手艺日产的进击

可变压缩比手艺在内燃机行业不是一个新话题，在说到日产的可变压缩比动员机之前，我们先看看可变压缩比的前辈SAAB萨博。

萨博在2000年的日内瓦车展上发布过他们的可变压缩比概念验证动员机，萨博称之为SVC (Saab Variable Compression萨博可变压缩比)。

看看那时候的萨博动员机设计照样很有设法的：1.6L，直列5缸，机械增压，可变压缩比。

萨博采用的可变压缩比构造和日产分歧，日产的方案是改变连杆的杠杆比来实现可变压缩比，萨博的方案是移动缸体实现，最终因为成本和斥地费用太高，萨博的SVC没有对峙下来，项目住手了。

我们都知道，汽油动员机效率无法进一步提高的首要原因之一就是无法加大压缩比。

今朝主流奥托轮回的汽油机压缩比的上限一样认为在11摆布，不然会引起爆震，对于增压动员机尤其严重。

研究表明，若是在部门负荷压缩比从10提高到14的话动员机热效率会提高2%-3%。

内燃机工程师一向在寻找是否能够使压缩比可变，从而在部门负荷使用高压缩比来实现高的热效率，在全负荷采用低的压缩比来避免爆震的手艺方案，如许能够做到机能和油耗的完美均衡。

因为可变压缩比从构造上对照难以实现，是以工程师提出了各类构造方案，好比，日产VC TURBO动员机的可变压缩比解决方案。

日产采用的是一种对照复杂和难题的构造方案：改变连杆和曲轴的保持体式来实现VCR。

如许的优点是能够实现一连可变压缩比，日产2.0 VC turbo动员机压缩比能够在8-14之间一连调整。

此方案构造非常复杂，日产经由20年的起劲才做到量产。

日产的可变压缩譬喻案

日产可变压缩比手艺20年的斥地汗青

下图里有一个德国FEV的研究究竟，日产的一连可变VCR，NEDC工况油耗能够降低7%以上。

即使是更接近用户实际使用工况的WLTP工况，也能够降低5%以上，能够说是今朝最好的可变压缩譬喻案了。

日产VC Turbo动员机除了焦点的可变压缩比手艺以外，其他方面也采用了好多当前最进步的手艺，见下图：

▍野心勃勃的马自达

敢与日产VC TURBO动员机的可变压缩比解决方案掰手腕的，是马自达创驰蓝天Skyactive X压燃式汽油机，这代表了内燃机成长的另一条路径。

不得不说，内燃机顶级手艺范畴，几乎是..人的主场。

我们都知道，备受瞩目的马自达第二代创驰蓝天Skyactive X动员机将于2019年量产，这是第一个量产的压燃手艺汽油机。

Skyactive X引入了火花塞辅助可控压燃的概念，能够在压燃和通俗点燃之间切换。

这一手艺连系柴油机和汽油机的优势，压缩比18，热效率能够达到创记录的50%的水平。

说到汽油机压燃手艺在内燃机行业也是有前辈的，不得不提的是奔腾早在2007年也展示过压燃汽油机概念。

奔腾称之为Diesotto，也就是把柴油机轮回Diesel和汽油机轮回otto两个单词合成的一个词，代表着连系两种手艺的优势。

奔腾Diesotto压燃式汽油机

奔腾Diesotto压燃汽油机同样保留了火花塞，在大负荷切能够换成通俗的奥托轮回，整体概念和马自达今朝的Skyactive X的非常相似。

奔腾这一动员机概念曾经是其动员机的焦点计谋之一，在2007年后曾经多次追随奔腾旗舰概念车F700进行概念显露。

奔腾F700概念车

不外跟着电气化时代的到来，奔腾后来走向了夹杂动力手艺。

Diesotto动员机手艺被弃捐起来，不再持续斥地。

关于若何进一步提拔汽油机的热效率，内燃机工程师很早就在思虑一个问题，既然柴油机采用的高压缩比压燃迪塞尔轮回热效率高，为啥不把这种压燃燃烧轮回嫁接到汽油机上来提高热效率呢？

如许集汽油机和柴油机两者优势于一身的燃烧其时就是均质压燃HCCI。

若是这种概念可行的话汽油机的压缩比能够提高到18，热效率能够从今朝最好的38%-41%的水平提高到50%，这的确是一种飞跃。

这种设法工程师们进行了几十年的研究，因为存在高压缩比下严重的爆震问题，同时汽油压燃的不乱性掌握也非常难题，导致压燃汽油机手艺一向没有冲破。

马自达Skyactive X动员机在前人对HCCI动员机研究的根蒂上，进行了一些重大的改善，使压燃式汽油机具备量产的能力，我们来看看Skyactive X的五大焦点手艺。

第一大焦点手艺是超高压缩比压燃。

Skyactive X的压缩比嵬峨18：1，远超一样汽油机的压缩比水平。基于超高压缩比马自达借鉴了柴油机压燃的概念，不外考虑了实际情形Skyactive X仍然保留了火花塞。采用了改良的SPCCI燃烧系统，使压燃汽油机具备量产的或者。

第二大焦点手艺是稀薄燃烧和机械增压器。

为了进一步提拔效率，马自达采用了稀薄燃烧概念。经由机械增压器实现稀薄燃烧所需要的空气量。不外马自达对峙说这个不是传统增压器，只是SPCCI燃烧系统高响应进气掌握的一部门。

第三大焦点手艺是EGR废气再轮回系统。

马自达把EGR系统和机械增压器一路作为其掌握掌握系统的焦点手艺，用来实现压燃和稀薄燃烧所需要的空气状况。同时EGR还避免SPCCI在稀燃情形下引起的NOX排放问题。

第四大焦点手艺是电动可变气门正时VVT。

电动可变气门正时VVT调节速度更快，调节角度很大。可以天真快速的掌握残存废气和压缩压力，包管SPCCI的压燃系统在较大的局限内不乱运行。

第五大焦点手艺是马自达采用了雷同于柴油机的高达1000Bar超高燃油喷射压力，汽油机今朝遍及不跨越350bar。

这是SPCCI压燃系统对高压燃油喷射系统的要求，也包管了稀薄燃烧工况的不乱运行。

▍Bettle的终局

那么问题来了，日产的可变压缩比VC Turbo和马自达的压燃式汽油机谁最强？

这个问题估量人人都对照关心，两项冲破性的手艺就行谁才是王者呢？

第一，动员机能对照。

日产VCR系统照样基于当前的涡轮增压直喷动员机的手艺，经由可变压缩比VCR来进一步优化机能和油耗，是以功率扭矩都非常高。

2.0T VC Turbo动员机功率可以达到200kW，扭矩可以达到390Nm，机能非常强悍。

马自达的SPCCI系统固然有机械增压器，然则首要不是为了提拔机能，几乎还能够看做一个自吸动员机，机能并不是很高。

2.0L Skyactive X 动员机的的功率只有140kW摆布。马自达也意识到了这个问题，在2.0 SKY Active X上集成了微混系统来改善动员机在整车上的机能。

从机能上简洁这么对照的话，机能上日产VC turbo更强。

第二，节油结果和热效率对照。

日产VC Turbo因为照样在涡轮增压直喷＋奥托轮回的传统燃烧道理下经由可变压缩比系统来挖掘潜力，热效率有显着提拔但算不上推翻性的。

日产本身发布的数据显露研究显露VC Turbo动员机的最高热效率在39%之间。油耗改善凭据分歧的轮回在5%～8%之间。

而马自达SKY Active X完全推翻了本来汽油机奥托轮回的根蒂和限制，另辟门路，最高热效率能够达到50%，马自达发布的实际道路驾驶油耗降低可以达到12%以上。

马自达3在美国实际道路驾驶工况的油耗对照

从油耗和热效率对照上马自达Skyactive X完胜。

第三是NVH特征对照。

日产VC Turbo动员机复杂的连杆系统除了可以提拔效率以外，还带来了额外的NVH优势。

VC Turbo动员机在做功时能够连结活塞和连杆处于垂直于曲轴的状况，这种情形下就没有了传统动员机做功时活塞所受的侧向力，消弭了活塞做功时的侧向力能够减小活塞敲击的声音，同时能够有效的降低二阶激励。是以，日产VC Turbo不再需要均衡轴。

马自达SKY Active X动员机有两个对NVH晦气的身分：雷同于柴油机的压燃系统，会造成对照大的燃烧噪声，能够想像一下柴油机的燃烧噪声。超高压的直喷系统带来的机械噪声。

是以，从NVH对照，应该日产VC turbo更有优势。

日产的VCR固然历经20年研发，然则总清偿是在当前已经成熟的增压直喷手艺方案上嫁接VCR来进行优化，手艺方案上算是冲破，可是燃烧道理上是继续的，算不上推翻。

马自达的Skyactive X完满是推翻性的从新界说了一种燃烧体式，甚至让我们从新起头思虑内燃机将来的更大的或者性。

在电动化的大趋势下内燃机手艺的进一步成长需要的不光仅是手艺，更需要信念。

是以，从这个意义上来讲，抛开冷冰冰的数据对比，我感觉马自达Skyactive X压燃式汽油手艺更胜一筹。