英菲尼迪革命性發動機的試駕演示 — VC-Turbo

與英菲尼迪和雷諾日產領先專家的對話——加賀新一和阿蘭·拉波斯托

阿蘭·拉波斯托（Alain Raposto）看上去很自信。雷諾-日產聯盟負責發動機開發的副總裁完全有理由這麼做。日產的豪華子公司英菲尼迪（Infiniti）的展台毗鄰我們正在談論的大廳，該展台今天展示了世界上第一台可變壓縮比的量產發動機VC-Turbo。他的同事英菲尼迪發動機部門負責人新一木賀（Shinichi Kiga）也流過同樣的能量。

英菲尼迪設計師的突破確實是巨大的。創建具有可變壓縮比的串聯汽油發動機是一次真正的技術革命，儘管進行了許多嘗試，但迄今為止，還沒有任何人進行過這項工作。要了解這種情況的含義，最好閱讀我們的系列“汽車發動機中發生的情況”，該系列描述了汽油發動機的燃燒過程。但是，在這裡我們要提到的是，從熱力學的角度來看，壓縮比越高，發動機的效率就越高-簡而言之，因此空氣中的燃料和氧氣顆粒更近，化學物質也是如此。反應更完全，此外，熱量不會散發到外部，而是被顆粒本身消耗掉。

高壓縮比是柴油發動機比汽油發動機的一大優勢。後者的製動力是爆炸現象，在相關係列文章中對此進行了很好的描述。在較高的負載下，節氣門的開度更大（例如，在加速至超車時），進入每個氣缸的燃油空氣混合物的數量就更大。這意味著更高的壓力和更高的平均工作溫度。後者繼而引起來自燃燒火焰前沿的燃料-空氣混合物殘餘物的更強壓縮，在殘餘物中更強烈地形成過氧化物和羥基氧化物，並在發動機中引發爆炸性燃燒，這通常是在極高的速度下進行的。，金屬環和殘留混合物產生的能量的字面散射。

為了減少高負載下的這種趨勢（當然，爆炸的趨勢還取決於其他因素，例如外部溫度，冷卻液和油溫，燃料的抗爆裂性等），設計人員被迫降低壓縮程度。但是，這樣做會損失發動機效率。在存在渦輪增壓的情況下，上述所有方法甚至更為有效，因為空氣儘管已通過中間冷卻器進行了冷卻，但仍進入氣缸中進行預壓縮。這分別意味著更多的燃料和更高的爆炸傾向。在大量引進渦輪增壓小型化發動機之後，這一問題變得更加明顯。因此，設計人員說的是“幾何壓縮比”，它是由發動機設計確定的，而當考慮到預壓縮係數時，則是“實際”。因此，即使在具有直接燃油噴射功能的現代渦輪發動機中，其在燃燒室的內部冷卻和降低燃燒過程的平均溫度以及爆炸趨勢中都起著重要作用，壓縮比很少超過10,5：1。

但是，如果幾何壓縮度在工作過程中發生變化，將會發生什麼。要在低負荷和部分負荷模式下達到較高水平，達到理論最大值，並在高渦輪增壓壓力以及氣缸內的高壓和高溫下降低以避免爆炸。這將既允許以更高的壓力和更高的效率通過渦輪增壓來增加功率，又可以降低燃料消耗。

經過20年的努力，英菲尼迪發動機在這裡證明了這是可能的。根據Raposto所說，團隊為創建它所做的工作是巨大的，而且是鉭折磨的結果。各種變體已經在發動機結構方面進行了測試，直到6年前達到了這一標準，並開始進行精確的調整。該系統允許在8：1到14：1的範圍內動態無級調節壓縮比。

結構本身是巧妙的：每個氣缸的連桿不會將其運動直接傳遞到曲軸的連桿頸，而是傳遞到特殊的中間連桿的一個角，中間有一個孔。將該單元放置在連桿頸上（位於其開口中），並在一端接收連桿的力時將其傳遞到頸部，因為該單元不旋轉，而是進行振盪運動。在所述單元的另一側是槓桿系統，其用作一種支撐。槓桿系統使裝置沿其軸線旋轉，從而使連桿的連接點移到另一側。中間單元的振盪運動得以保留，但中間單元的軸旋轉並因此確定了連桿（分別是活塞）和活塞的不同起始位置和終止位置，並根據情況動態改變了壓縮程度。

您會說-但這使發動機無限複雜化，在系統中引入了新的移動機構，所有這些都會導致摩擦和惰性物質增加。是的，乍看之下是這樣，但是使用VC-Turbo引擎機構時，會出現一些非常有趣的現象。每個連桿的附加單元在一個公共機構的控制下，在很大程度上平衡了二階力，因此，儘管其排量為17升，但四缸發動機並不需要平衡軸。此外，由於連桿不執行典型的大範圍旋轉運動，而是將活塞的力傳遞到中間單元的一端，因此實際上更小，更輕（這取決於通過相關係統傳遞的力的整體複雜動力學）。），最重要的是，其下部只有XNUMX毫米的偏差。在傳統的發動機中，避免了最大的摩擦力矩，這通常是從連桿的上止點啟動活塞的力矩，此時連桿壓在曲軸軸線上，損失最大。

因此，根據拉波斯托（Raposto）和基加（Kiga）先生的觀點，這些缺點已基本消除。因此，動態更改壓縮比的好處是無需預先實時測量引擎中發生的情況，該壓縮率基於基於基準測試和道路測試（數千小時）的預設。該機器已集成了300多項新專利。後者的前衛性質還包括雙燃料噴射系統，該系統具有用於直接噴射氣缸的噴油器，主要用於冷啟動和更高的負載，進氣歧管中的噴油器為燃油置換提供了更好的條件，並且體積更小。局部負荷下的能耗。因此，複雜的進樣系統提供了兩全其美的優勢。當然，發動機也需要更複雜的潤滑系統，因為上述機構具有特殊的壓力潤滑通道，該通道可補充曲軸中的主要通道。

實際上，這樣做的結果是272 hp的四缸汽油發動機。 390 Nm的扭矩將比以前的大氣壓六缸發動機少消耗27％的燃料，而該功率接近於此。

文字：格奧爾基·科列夫（Georgi Kolev），巴黎汽車和運動保加利亞特使