在《未来汽油机三剑客——可变压缩比技能(上篇)》中,车云菌为您介绍了保时捷欲在2017款boxster将可变压缩比技能首度有用化的音讯,假如该计划顺畅付诸实施,则保时捷极有或许成为世界上首个具有可变压缩比发动机量产才干的整车制造商,并借此占有占有商场的主导。
其实,追溯往昔咱们不难发现,从前为可变压缩比技能的落地而不懈努力的整车厂商远不止保时捷一家,被公之于众的样机及完成计划也并不止此一种,可终究它们为何都消逝在前史的激流之中呢?咱们无妨来扼要了解一下,或许可以从中有所收成。
熟络此项技能的人想必清楚,假如将从前所提出过的一切可变压缩比技能计划按完成方法进行区别,大致可分为选用非传统结构的曲柄连杆组织、改动曲轴与气缸顶端距离以及改动活塞连杆长度三类,其间保时捷所选用的就是第三类计划。(注:这儿需求特别指出的是,如阿特金森循环或米勒循环发动机也相同具有压缩比可变的成效,但由于其已被特指为一种循环工况,所以人们在评论可变压缩比技能时通常会将其省略。)
当然,这并不代表其它两类计划就完全行不通,由于它们的理论可行性也均经过广泛证明,但如若非要为前人的失利讨要个说法,那恐怕就只要四个字——过分繁杂。
杂乱的结构会滋生出许多弊端,除了制形成本会随之水涨船高之外,一些意想不到的问题也会不时的冒出来令开发者们焦头烂额,从前红极一时的萨博SVC(萨博可变压缩比技能)发动机及日产VCR(日产可变压缩比技能)都因而栽了跟头。
缸盖可滚动的萨博SVC发动机
2000年的日内瓦车展上,一款独具匠心的“怪家伙”招引了全世界的重视,它就是萨博SVC发动机。从结构上来看,该机型采取了咱们所讲到的榜首种技能计划,即改动曲轴与气缸顶端的距离。
依据官方所给出的原理暗示,萨博为了完成压缩比可变,对该机型可谓是进行了面貌一新式的改进。首要,其缸盖结构便经过从头规划,选用了一种全新的集成式缸盖计划,也就是将缸盖与缸体经过液压操控构件衔接在一起,而不是螺栓。这种规划在其时的发动机中可谓别出心裁。
SVC发动机结构图
其次,SVC发动机的上半部分还可以进行偏转。如上图所示,SVC发动机大致由两大部分构成,其间,缸盖、活塞、气门总成咱们可称之为榜首部分;而连杆、曲轴箱咱们视之为第二部分。与传统发动机相同,该机型坐落下方的曲轴箱在发动机作业时坚持固定不动,但上方的气缸与活塞部分,则会以曲轴为中心,凭借液压组织的推力产生滚动,从而使燃烧室容积产生改动。
Hydraulic Actuat(液压推进设备)
更详细点说,萨博在缸体与缸盖之间设备有楔形滑块,且缸体经过Hydraulic Actuat(液压推进设备)衔接在气缸顶端,当Hydraulic Actuat作业时,气缸顶端就会在液力的推进下产生细微偏转(最大偏转视点为4度)。尽管这个偏转视点看起来很小,但当活塞抵达上止点时,其对压缩比形成的影响却非常巨大。据介绍,该机的压缩比可在8:1至14:1之间接连改变。
那为何这种看似非常奇妙的计划却终究停滞了呢?问题就出在了集成缸盖上面,这点恐怕连萨博的工程师们也始料未及。
首要由于这种集成缸盖可以产生偏转,因而工程师有必要为其规划一套独立的冷却体系。该体系的冷却油道与缸体相衔接,并用橡胶件进行密封,可如若橡胶件持久往复作业,就极易由于受力疲惫而产生开裂,从而导致整个冷却油道呈现走漏。
再者,因该机型加入了液压推进设备及以接连可变压缩比作为开发方针,所以其不管软件仍是硬件方面都要比传统内燃机杂乱上许多。尤其是软件方面,其时的萨博没有把握一套老练牢靠的操控逻辑,以保证在接连可变压缩比时发动机可以安稳作业。故直至其破产,这款发动机也未被投入实际使用。
选用非传统曲柄连杆结构的日产VCR发动机
日产的VCR发动机相同被杂乱的结构所打败,并且输的更为完全。为什么这么说呢?咱们先来看看其是怎么完成压缩比可变的。
日产VCR发动机核心部件图
如图所示,日产VCR发动机的所选用的计划与萨博、保时捷均不共同,其核心技能为一套特别结构的多连杆曲柄连杆组织(该结构与奥迪、宝马及PSA等厂商的可变压缩比计划千篇一律),这种规划在一般发动机中是肯定不曾见到的。
简略来说,该组织在原有的曲柄连杆组织上又额定增加了一套VCR(可变压缩比)连杆组织及一根操控轴。其间VCR连杆组织由滚动曲柄销杠杆及其一端与操控轴的衔接连杆构成。当操控轴滚动时,操控轴连杆会带动曲柄销反转,并使杠杆产生摇摆。由此便促进活塞的上止点方位呈现上下移动,完成了压缩比的可变。
或许有人会质疑,这套结构看上去并没有萨博的偏转缸盖杂乱,确实,外表看确实如此。可假如深究下去,其内涵问题却足以让开发人员喝上好几壶。
其一,这套体系的连杆数量颇多,由此便会引发发动机的全体冲突丢失增大,假如发动机过度磨损,明显寿数上就无法被商场所承受。
其二,多连杆结构的还存在加大发动机的整体尺度,使整车安置难度上升,尤其是关于安置空间本就绰绰有余的前置前驱车型来说,过大的体积所形成的终究成果就是这台发动机底子没当地放。
其三,连杆数量的增多还会使发动机的振荡变得愈加难以操控,从而引发共振及异响现象的呈现。
依据日产的技能合作伙伴雷诺其时的计算,假如日产专心想把该技能付诸有用,则所需消耗的金钱将数以亿计,这一数字不管关于哪家企业来说,都有必要慎之又慎。果不其然,正如雷诺所言,日产VCR发动机的终究命运,就是因结构所导致的研制成本上升而无限延期,黯然地暂别了前史舞台。
车云小结:
在可变压缩比技能发展的百年间,与萨博及日产相仿的比如还有许多许多,在此车云菌就不一一列举了。尽管这些计划无一例外,均未完成落地,但其在探究中所堆集的名贵经历,无疑为后来者终究迈向成功指明晰方向。
不过以史为鉴,菌菌我难免会意生疑问,莫非保时捷的量产之路就真的一片坦道了吗?也不尽然。有人就曾提出质疑,保时捷的计划尽管硬件结构简略,软件上也做了取舍,可要想真实完成量产,恐怕还要跨过匹配关。如若与变速箱匹配不妥,或许会拔苗助长。这种忧虑是否会成为实际,只要比及新款boxster宣告上市的那一天才干一见分晓。