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采用可变压缩比（Variable Compression Ratio，VCR）技术的目的在于提高发动机热效率，改善其燃油经济性。特别是对于现在广泛应用的增压发动机来说，采用可变压缩比技术提高低负荷压缩比、适当降低高负荷压缩比，可使发动机在整个工况范围内均具有最佳的燃油经济性和排放性。此外，可变压缩比技术可改善发动机的燃油适应性。然而，实现可变压缩比往往需要更复杂的结构、控制系统、冷却、密封等，这为其量产带来巨大困难。AVL和IWIS提出的Dual Mode VCS™或可在较少改动下实现可变压缩比。 1VCR实现途径 发动机的压缩比是指气缸最小工作容积与气缸总容积的比值，即活塞处于上止点时活塞上方的总容积（燃烧室容积）与活塞在下止点时活塞上方的总容积之比。因此，一般来说，实现可变压缩比的途径有两条，一是改变燃烧室容积，一是改变连杆长度。 2Dual Mode VCS™ AVL和德国IWIS传动系统公司联合研发的Dual Mode Variable Compression Ratio System系统是采用了改变连杆长度的途径，它不需要对发动机结构做较大改动，易于与现有发动机集成，或可成为一种可量产的低成本可变压缩比技术方案，直接在现有生产线实现生产，这也是该系统的最大优势。 Dual Mode VCS™系统采用了伸缩连杆（2-stage telescopic rod），可实现6个不同的压缩比，在WLTP道路工况下可降低8%的CO2排放。此外，这种结构方案也可根据实际道路循环和车辆等级而改变压缩比和控制策略，易于实现“量身定制”。理论上来讲，这种结构连杆长度的改变可通过液压控制等非侵入式手段实现，如下图所示。 从结构上来看，连杆小头与连杆大头分开，通过一个平移副连接，平移副所在腔体内液压油被分成上下两室。若FG>FM，则平移副向下平移，减小连杆长度，若FG<>M，则平移副向上平移，增大连杆长度，平移副移动过程中液压油在上下两室流动。为保证平移副的单自由度，其两端通过机械锁止机构紧固连接。 下面的视频给出了该结构的具体实现方式。 3其它VCR方案简介 （1）萨博SVC可变压缩比发动机方案，是少有的直接改变燃烧室容积的途径。气缸盖和气缸体动态连接，气缸盖与气缸体通过一组摇臂连接，摇臂能在ECU的控制下改变一定的角度，从而改变燃烧室的体积，改变压缩比。由于比普通发动机多出了一套摇臂装置，所以它比普通发动机多需要一套冷却系统、橡胶密封装置等。 （2）日产VCR可变压缩比发动机方案，实际上是将1根连杆变成2根，通过改变这2根杆之间的角度来调节实际连杆长度。这种方案使得发动机外型尺寸或振动增加，且由于可活动部分增加而导致摩擦损失相应增加。 （3）法国MCE-5可变压缩比发动机方案，采用了长寿命的齿轮和滚珠轴承系统导向的活塞，因此活塞不会产生垂直拍击和径向负荷，使MCE5保证发动机的坚固耐用和不同寻常的可靠性。 （4）保时捷VCR可变压缩比发动机方案，在连杆与活塞相连的一端布置了一个偏心轮，并在连杆内部整合了一套控制偏心轮角度的装置。 注：图片和视频来源网络。 |
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