可变压缩比技术

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这套可变压缩比系统允许萨博发动机可以采用更高的 增压压力（2.8bar），这个值比保时捷911Turbo的 1.94bar要增加很多，甚至比萨博9-3的Viggen发动机 高出2倍。传统的涡轮增压器是无法提供如此高的增 压值的，如果要想获得如此高的增压值，只能采用机 械增压来替代（但是机械增压的缺陷是显而易见的）。 SVC能根据发动机的转速、负荷、工作温度、燃料使 用状况等进行连续调节压缩比，这一切，都在ECU的 控制下进行，所以动力和油耗能达到完美的平衡。 它的 压缩比能在8:1和14:1之间连续调节，它能产生 225匹的最大功率和304牛米的最大扭力，动力与本田 的3.2升V6发动机相似，而油耗却非常低——比普通 相同功率发动机能减少超过30％的燃油消耗。
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这种机构如图1所示，它采用在曲柄销转动部位摆 动的杠杆的一端与连杆连接，而杠杆的另一端则才 用与控制轴延伸出来的连杆相连接的构造。连杆与 控制轴的偏心部分连接，当控制轴转动时，控制轴 连杆使曲柄销回转而使杠杆摆动。由此，活塞的上 止点的位置作上下移动，从而能够连续改变压缩比。
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（3）法国MCE—5可变压缩比发动 机
从整个机构的运动来看，如果液压执行器使控制齿 杆向上运动，则在摆杆的作用下活塞向下运动（反 之亦然）。由此在活塞的行程不改变的情况下，使 上下止点的燃烧室容积发生变化。就是说，采用液 压控制的控制齿杆，使摆杆做空间移动，即利用几 何学的空间位移变化，在适应发动机负荷变化情况 的同时，使压缩比改变。 MCE—5可变压缩比发动机可使发动机燃烧热效率 提高20%，并可减少运动部件的磨损。它是以部分 节气门开启方式减少了泵气损失。目前正在进行实 车试验。为了实现2010年批量生产的目标，还需在 技术上不断改进，并在减少重量和降低成本方面下 功夫。
法国MCE-5公司在05年曾发布 了一款“可变压缩比发动机”， 该方案是一种机械的组合方案， 整合了功率传输和压缩比控制 功能，可替代传统的固定压缩 比发动机组，能够让大量生产 的可变压缩比发动机达到所要 求的质量，从而使生产成本符 合汽车工业所追求的效益标准。
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MCE-5表示，可变压缩比发动机(Variable Compression Ratio，VCR)是一项重大的技术发展， 可以满足汽车业有关环境和能源方面的一些主要的 关键要求。它能让汽车制造商生产出功率强大但燃 料消耗经济的汽车，从而把燃料油消耗降低了30%， 进一步满足欧洲和全球减少温室效应气体排放的目 标。 发动机组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MCE-5保证发动机的坚固耐用和可靠性，并保证 汽车的里程数。这表示MCE-5发动机又克服了大功 率、大力矩发动机的缺点，大幅提高了其使用寿命。 MCE-5进一步表示，其可变压缩比发动机组自从 1997年开始研究和测试，并分阶段进行了改良。新 一代的MCE-5发动机已经可以商用化，其发动机的 组成部分都是按照大量生产的制程要求所设计的。
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存在问题
发动机结构复杂，通常需对发动机进行大幅改 变，加工困难 新增部件使发动机摩擦，震动增加也使质量增 加，会耗费一部分能量 适时准确改变压缩比需要相应的高精度控制设 备，匹配困难 密封性问题 研发成本高
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（2）日产VCR可变压缩比发动 机
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日产汽车公司选定多连杆方式实现可变压缩 比，这种方式存在的问题是：发动机外型尺 寸或振动增加；由于可活动部分增加而导致 摩擦损失相应增加。而日产汽车公司依然选 用了这种方式是因为，通过多连杆有效配置， 具有解决问题的可能性。而事实上，近一年 来，经过数亿次的对多连杆配置进行计算机 仿真，终于研发成功了这次的日产VCR可变 压缩比机构。
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关键词：
萨博[绅宝](saab)的SVC可变压缩比技术 法国MCE—5可变压缩比发动机 日产VCR可变压缩比发动机 燃油经济性 燃烧热效率 降低成本 量产化
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三种可变压缩比技术
（1）萨博[绅宝](的SVC可变压缩比技术
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Hydraulic Actuat [ ]
液 压 促 动 器
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如图所示，它采用该公司称为“滚子导向活塞”即 下部由特殊形状的转轴进行刚性连接的活塞。齿轮 上有螺纹的转轴部分的运动通过位于汽缸壁之间的 滚子与反向一侧的摆杆进行控制。位于机构中央的 摆杆在两侧部分的齿轮刻有螺纹。一方面与活塞连 接，另一方面与液压式执行器运动的控制齿杆连接。 这种摆杆与齿杆连接，起到活塞的运动被传递到曲 19 轴的作用。
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Hydraulic Actuat。[液压促动器 ]
缸体通过液压执行机构的调节可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧室 与活塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的体积，从而改变压 缩比通过，轻微改变燃烧室的体积。当活塞达上止点时，这样一个 微小的调整会引起压缩比巨大的变化，压缩比的比率变化范围由8:1 到14:1。SVC的设计聪明在于，它在至为重要的燃烧室部分，没有 额外添加移动部件或任何往复运动的组件，这使得它的结构简单， 坚固耐用，不会因为增添了其他部件而产生泄漏。monohead是独 立的，这意味着它有其自身的冷却系统。冷却通道连通缸盖和汽缸 壁的。Monohead和发动机缸体之间由橡胶密封件密封。VC系统能 保证发动机在一个非常高的增压压力下运动，如1.8bar以上，或两 倍于的9-3 Viggen发动机增压压力。现今的涡轮增压器还未有达到 这么高的增压水平。它采用了机械增压代替以实现大功率和高扭矩 输出。VC能根据转速，负载，温度，喷油量参数等连续可调。引擎 管理系统能够分析这一系列的数据，保证在任何工况下都能有最佳 的动力输出和更优化排放率。
可变压缩比技术
可变压缩比的: 目的在于提高增压发动机的燃油经济性。
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压缩比
就是指气缸总容积与燃烧室容积的比值，它表示活塞从下止 点移到上止点时气缸内气体被压缩的程度。 活塞从上止点移到下止点所经过的气缸容积称为气缸工作容 积。V1表示。活塞在上止点时，活塞顶上面的空间称为燃烧 室，它的容积叫燃烧室容积。用Vc表示。活塞在下止点时， 活塞顶上面的整个空间容积，它等于气缸工作容积与燃烧室 容积之和，称为气缸总容积。用Va表示，即Va＝V1＋Vc有了 上述三个概念，就引出一个“压缩比”的名词了。 压缩比用ε表示，即压缩比（ε）＝Va/Vc。 汽油发动机是点燃式，压缩比低；柴油发动机是压燃式，压 缩比高。轿车的汽油发动机压缩比是8－11，柴油发动机压缩 比是18－23。
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实验表明在涡轮增压发动机上采用 VCR可以对发动机的性能产生下列影 响。
（1）VCR发动机的活塞运动具有类似于简谐运动的特点 可以减少摩擦损失和时间损失，尽管冷却损失和漏气带 来的损失增加。由此可以抵消在同样的压缩比下，VCR 发动机获得的热效率等于原发动机。 （2）燃油经济性：VCR发动机的活塞运动特点与较高的 压缩比相结合可以提高燃烧的稳定性，从而可以扩大 EGR极限（大概10%）。减少油耗与排放。 功率：对于降低压缩比而扩大的增压压力极限与为增 加排气能量而用高的涡轮增压器A/R比可以使最大功率 提高10%。
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为什么我们需要改变压缩比呢？
很简单，因为当你提高发动机转速时需要 适当降低压缩比，以避免发动机过热和压 力过高。否则可能会导致敲缸甚至是更严 重的损害。当发动机在无增压的情况下运 作，由于压缩比过低得到的却是一个非常 弱的输出。
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Hale Waihona Puke （二）实现可变压缩比的机构方案 大致上可分为在运动部分采用可变机构和在静止部分采 用可变机构。 在运动部分采用可变机构可分为： （1）活塞上部活动方式 （2）采用活塞销偏心衬套方式 （3）采用曲柄销偏心衬套方式 在静止部分采用可变机构可分为： （1）多连杆方式 （2）汽缸盖活动方式 （3）燃烧室容积可变方式 （4）曲轴主轴颈偏心衬套方式
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这款SVC发动机升功率能达到150匹每升， 这个指标是目前轿车发动机上最高的。同时 废气排放能达到欧四标准。 这款发动机另外一个非常重要的优点， 发动 机的ECU能通过传感器传出的信息来判断汽 油的标号，并选择最适合的压缩比。这样， 它就能适应不同标号的汽油，特别是低标号 的汽油。如果国内的汽车采用了这种技术的 发动机，车主们就不用在选择高性能还是高 适应性方面苦恼了。