日本廠商近段時間推出的新車各個都底氣十足，本田新雅閣還在測試時工程師就宣稱2.0T動力直接對標豪華品牌，豐田凱美瑞一上市就改變了人們對大排量自吸費油的固有印象，而日產新一代天籟就更厲害了，直接拿出了壓箱底的可變壓縮比發動機，新天籟一上市恐怕大家都要重新學習一下內燃機知識！
在日產全新天籟的一次官方試駕活動上，搭載2.0T可變壓縮比發動機的天籟測試數據非常驚人，百公里加速時間竟然只有6秒出頭，這樣的加速性能已經超過寶馬3系低功率版，直接向330看齊了！要知道新天籟用的可是以平順省油而見長的CVT變速箱，如果換做傳統AT或者DCT變速箱，估計6秒內破百都不是問題。優異的動力性能，與眾不同的發動機結構，日產沉寂多年後推出的黑科技發動機究竟是什麽來頭？
其實每隔幾年就會有新的發動機技術誕生，從缸內直噴、渦輪增壓、阿特金森循環、分層燃燒再到均質壓燃，這些新技術的確讓發動機變得更高效更省油，但是從發動機結構上來看，內燃機誕生上百年來都沒有太大變化。傳統的往複式活塞發動機經過上百年的市場考驗，它的可靠性、燃燒效率和綜合性能都是目前內燃機中頂尖的水準。但是往複式活塞發動機也有結構上的弊端，比如壓縮衝程等於做功衝程，也就是說原本汽油燃燒產生的動力可以推動活塞做更多的功，但是受機械結構限制，汽油燃燒產生的動力還沒完全釋放就被活塞往上壓縮最後進入排氣管中浪費了。
為了解決這個問題，工程師發明了阿特金森循環和米勒循環兩種新技術，這兩種技術雖然工作原理不同，但是兩者的目的都是一樣的，就是讓膨脹比大於壓縮比，前者由於結構複雜所以並沒有大量應用到市場中，但是後者無需改變發動機結構就可以實現相同的效果，所以目前市場得標杆的混合動力車和雙循環發動機（奧托循環和米勒循環）都是這種技術。
雖說米勒循環一定程度提升了發動機燃油經濟性，但是它對發動機動力並沒有多大改善。因為發動機結構還是沒有變，這裡教授講一個現象，平常慢慢悠悠開車時，發動機負載很小溫度低，但是上了高速開始釋放天性時，發動機負載變大溫度變高。發動機工程師就一直想壓榨發動機低負荷工況時的性能，辦法也很簡單提高壓縮比。傳統發動機活塞、連杆以及汽缸蓋都是固定的，所以發動機壓縮比設定好就不能改變。一旦把壓縮比提高壓榨動力，那麽高溫高負荷下就會發生爆震，以至於發動機極限性能不佳，把壓縮比調低一點，雖然發動機極限性能更好，但是低負荷工況效率不高。所以工程師不得不退而求其次，設定一個不高不低的壓縮比。
大約在幾十年前，汽車工程師就在想辦法設計一款壓縮比可變的發動機，低負荷時發動機用高壓縮比充分壓榨，高負荷用低壓縮比徹底釋放性能。這個想法很好但是難度很大，不屈不饒的瑞典工程師率先展出了樣品，薩博在2000年的時候向外界展示了1.6T SVC可變壓縮比發動機。
薩博的辦法是，將汽缸蓋做為一個單獨部件，在活塞和連杆不變的情況下，通過液壓執行機構改變汽缸蓋的傾斜角度，從而使燃燒室的容積發生改變，使得壓縮比在8：1和14:1之間調節。但是這個方案對發動機密封性能提出了更高的挑戰，受製於各種原因最終沒能量產。
全球首款可變壓縮比發動機
1996年，日產工程師就開始從事可變壓縮比發動機研發，歷經20年的時間，終於在2016年量產了全球首款可變壓縮比發動機。從歷史上看，日產的VC-Turbo引擎顛覆了傳統內燃機的結構。
日產可變壓縮比發動機的訣竅就在曲柄連杆機構（需要時間理解），它在傳統的曲軸軸頸上增加了一個多連杆，多連杆一端接活塞連杆另一端接偏心輪的連杆，偏心輪又與右側的電機控制臂連接。執行機構旋轉時就會帶動控制臂，使偏心軸的連杆往下或往下移動。恰好偏心軸連杆又與曲軸軸頸上的多連杆連接，通過杠杆原理讓活塞可以往下或者往下移動約6毫米。
在活塞連杆長度不變的情況下，活塞往上移動6毫米燃燒室容積變小壓縮比提高，如果活塞往下移動6毫米，燃燒室容積就會變大壓縮比降低，借助偏心軸和曲軸軸頸上的多連杆，日產完美改變了活塞位置，實現了發動機壓縮比可變。
可變壓縮比發動機結構看上去簡單，但是要把它做到小型輕量化，並且滿足量產要求可不容易，比如為了讓電控機構做到非常緊湊，日產就專門使用了諧波傳動減速器，以實現電機小型化。
壓縮比隨工況調節
VC-Turbo發動機最大的優勢在於，它可以在不同工況下選擇最佳的壓縮比，比如低負荷下就用14:1的高效率壓縮比，高負荷下用8:1的低壓縮比滿足性能要求，而中等負荷的工況還能使用11:1的壓縮比，也就是說壓縮比是在8:1至14:1之間隨意調節。
一舉三得
得益於多連杆機構的加入，活塞連杆擺動幅度更小，而且活塞運動速度速度更接近正玄曲線，VC-Turbo不會發生2次慣性力，所以發動機也就不需要平衡軸，日產的VC-Turbo運轉平順性遠遠好於傳統4缸引擎。
在發動機設計中，一般希望把活塞與曲軸中心點分開布置減少活塞側壓力，但是曲軸偏置又不能太大，日產這套多連杆剛好解決了這個問題，可以說這項設計是一箭三雕！
VC-Turbo發動機的特點不僅僅是可變壓縮比，它還採用了米勒循環，也就是說這台引擎是奧托加米勒的雙循環，毫不謙虛的說，這是目前能買到的技術含量最高的民用2.0T發動機之一。
研發工程師的看法
這就完了嗎？帶著諸多疑問筆者特意與日產高級工程VC-Turbo三大發明人之一的茂木克也先生進行了交流，通過和茂木克也先生的對話或許我們可以更好的了解日產可變壓縮比發動機的優勢。第一個問題，薩博和豐田都研究過可變壓縮比技術兩者的原理各不相同，相比薩博汽缸蓋角度調整以及豐田的活塞連杆液壓控制，日產的技術有什麽優勢？
茂木克也先生認為，薩博的可變壓縮比發動機技術難度非常大，這是（汽缸蓋）溫度相對比高的位置，從技術角度講真正實現量產不太可能。關於豐田通過可動部分的變化實現可變壓縮比，我聽說也是在理論上實現，這樣去做的話需要監控每個壓縮比的情況，如果控制不能做到相應的匹配也是很難實現的，比如一個缸壓縮比的控制掌握不了，或者不明確的話可能會導致所有系統崩潰。我們需要統一往延遲的方向設定，目前掌握的情況也是這樣，就是硬體上可以做到，但控制上要做到的話還是非常困難的。
接著問到，日本廠商對渦輪增壓一直保持謹慎態度，因為渦輪增壓引擎熱效率不如自然吸氣引擎高，早前有外媒報導，日產可變壓縮比發動機熱效率鋼彈40%，日產的可變壓縮比發動機是否顛覆了渦輪增壓引擎的技術高度？茂木克也先生給出了權威解釋，他說道：VC-Turbo實際最大熱效率在38-39%左右，高熱效率發動機氣門直徑更小活塞行程更長，目前這台代號為KR20DDT的可變壓縮比發動機，活塞連杆比較細，從技術角度看，日後可以把發動機活塞行程做的更長。日產也在研究高熱效率發動機，下一代可變壓縮比發動機熱效率設計目標是45%。
最後，作為日產的獨家技術，日產是否有意願把這套可變壓縮比技術用在高性能的3.0T V6 發動機上？茂木克也先生回答道，V型發動機曲軸更複雜，目前這套可變壓縮比結構用於V6發動機上有較高的技術難度，比如現在多連杆結構還不夠緊湊（L型軸寬度）。茂木克也先生最後說道，他有想法去攻克這些技術難題，至於日產的3.0T V6發動機如何採用可變壓縮比技術，需要在回日本的飛機上詳細思考一下才能給出答案！
總結
如今不少人開始看衰燃油車，甚至認為燃油車過不了多久就會淘汰，但是日產VC-Turbo 可變壓縮比發動機的出現，讓人們看到了燃油車的希望。
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