如果把汽油发动机150多年的发展历程分为两个阶段，那么在前半段的时间里如何压榨出更多动力表现是发展的主基调。然而，随着能源的日趋紧张和愈发严格的环保标准，如何用尽可能少的燃料压榨出更大的动力已经成为后半段的发展重点。各大汽车厂商也使尽浑身解数研发出诸如气门正时可变、气门升程可变、缸内直喷、涡轮增压等技术。其中，涡轮增压被公认为目前最为行之有效的解决方案，真是这样吗？

涡轮增压遭遇瓶颈？

直到上世纪80年代，涡轮增压技术才开始出现在汽油发动机上。随着时间的推移和技术的不断发展，早期涡轮增压发动机的迟滞、爆震等弊端逐渐得以克服。然而汽油发动机的燃烧特性注定了气缸内的混合气体压力不能过高，特别是涡轮增压发动机只能采取比自然吸气发动机更低的压缩比。想要通过提高增压器的增压值来压榨更多动力就只能不断降低发动机的压缩比来防止爆震。低圧缩比的设计又会导致发动机在低负荷运行状态下燃烧效率非常低，燃烧效率低势必带来更高的油耗。所以，在可变压缩比技术还未成功运用在涡轮增压发动机上的时候，各大汽车厂商只能在油耗和动力之间寻找平衡点。

  理想的状态是，在发动机处于低负荷状态时为了照顾燃油经济性采用一个较高的压缩比，在高负荷状态时采用一个较低的压缩比以适应高增压值，带来更强的动力输出。

可变压缩比与涡轮增压联姻到底有多难？

  想要兼顾高负荷状态下的低圧缩比与低负荷状态下的高压缩比，对于涡轮增压发动机来说可变压缩比技术就显得颇具意义。早在2000年，萨博就发布了一台实验性的发动机，该发动机采用1.6升排量5缸设计，搭配机械增压。通过让气缸和活塞部分以曲轴为中心偏转一定角度来改变燃烧室的容积，从而实现可变压缩比。缸盖与缸体通过铰接实现角度改变，但工作时铰接处和响应的控制部件需要承受巨大的应变力，这要求缸体拥有很高的强度，同时驱动电机又必须有很大功率，这使得发动机的重量和体积都大大超过了量产车的接受范围，直到最后萨博破产，这项技术都仅仅停留在试验阶段。遭遇同样命运的还有类似法国的MCE-5发动机，能坚持走到最后并将这项技术成功运用于量产车的也只有日产了。

VC-Turbo是如何诞生的？

  日产着手研发可变压缩比的涡轮增压发动机始于1996年。与萨博采用复杂结构不同，日产在1998年利用一套结构相对简单且更加实用的多连杆机械装置找到了让涡轮增压发动机实现可变压缩比的技术。然而，谨慎的日本人并没有急于将该项技术运用在量产车上。日产的实验团队将搭载VC-Turbo技术的发动机在远高于普通发动机工况的恶劣条件下，例如让发动机运转在20000转/分来确认VC-Turbo技术的可靠性和平顺性。随后上百台实验性样机用于测试，加上超过 300 万公里的路试，总测试时长超过 3万小时，获得了超过300项专利技术，才最终成就了迄今为止最先进的内燃机。

VC-Turbo如何在涡轮增压发动机上实现可变压缩比？

  这套多连杆机械装置是如何让涡轮增压发动机上实现可变压缩比的呢？这套多连杆机械装置在原有的曲柄连杆机构上额外增加了一套多连杆机构及一根控制轴。这套多连杆机构把原来的发动机连杆换成了由下部连杆、上部连杆以及连接上下部连杆的多连杆结构组成。当需要改变压缩比时，谐波传动器转动的同时驱动传动臂，传动臂带动控制轴转动。当控制轴转动时，下部连杆会带动多连杆结构回转，并使杠杆发生摆动，使得活塞能到达的上止点的高度也随着改变，从而实现压缩比的变化。

  根据工况的不同，VC-Turbo发动机的压缩比可在8:1-14:1的区间自由调节，从14:1的最大压缩比切换到8:1的最小压缩比仅需1.2秒。除此之外，这台发动机一样能实现阿特金森-奥托双循环，动态压缩比也能自由改变，双管齐下，以提高发动机在不同工况下的燃烧效率。

  为了获得更高的燃烧效率，VC-Turbo发动机在燃油喷射方面也进一步优化。VC-T发动机采用直喷和多点喷射双喷射系统，以对应不同的压缩比，降低油耗的同时改善排放。这两种喷射方式有着各自的优点和发挥优势的环境，直喷不仅能更好的雾化燃油，提升燃烧效率，降低油耗并且减少排放，多点电喷能让可燃混合气在燃烧室内充分燃烧，保证充足的动力。

沃德十佳发动机欠日产VC-Turbo一个席位

  何为“沃德十佳发动机”，这是美国权威杂志《Ward's Auto World》杂志社创立的榜单。通过对美国本土销售的车型进行了接近日常驾驶状况的测试后，根据每台发动机的功率、扭矩、技术含量，以及实际使用中表现出来的工作特性进行全面评估，最终选出十台综合表现最好的发动机。在“2018沃德十佳发动机”榜单之中，捷豹XF搭载的2.0升涡轮增压发动机凭借250马力、365牛米的账面成绩入围；而在“2017沃德十佳发动机”榜单之中，奔驰C300搭载的2.0升涡轮增压发动机凭借245马力、370牛米的成绩入选。相比之下，采用VC-Turbo技术的2.0升发动机拥有272马力的最大输出功率，峰值功率高达380牛米。相比捷豹和奔驰的账面成绩更加具有获奖资格，且拥有更强动力输出的同时还兼顾了更加出色的燃油经济性。除此之外，通过电子单元控制扭力拉杆的反向振动，可以有效减轻发动机传递到车身的振动，从而达到出色的静谧效果。

  日产发动机历来都是沃德十佳发动机榜单上的常客，VQ系列发动机甚至从1994年到2008年连续14次进入十佳名单。在日趋严苛的环保法规下，排量小型化是汽车发动机的趋势，凭借VC-Turbo技术的科技创新，日产工程师以四缸发动机的排量媲美了六缸机的性能表现，而有害物的排放会进一步降低，在动力输出和燃油经济性之间获得完美平衡的同时又很好地控制了噪音和振动。由此看来，沃德十佳发动机榜单上应该有VC-Turbo发动机的一席之地。