範柯左
這個我來分享一下。
日產的可變壓縮比和馬自達的均值壓燃是內燃機工程師幾十年來的兩個夢想，沒想到作為一個發動機開發工程師，在我有生之年還能看到兩者量產，而且好像說好了一樣在都2018年推出，日產可變壓縮比在前，馬自達均值壓燃隨後。我之前一直覺得可能這兩個技術到內燃機技術逐步退出市場時也難以突破量產這個瓶頸。對於在電氣化的大背景下，內燃機遇到了前所未有的挑戰，在沮喪中前行的內燃機工程師看到2018年日產和馬自達的驚人成就就像在漆黑的隧道中突然看到前面還有亮光，內燃機還有未來！從這個意義上看真是要衷心的對日產和馬自達說一聲感謝和佩服，原諒我抒情了一下，實在是太激動！
下面來詳細的分析一下日產和馬自達的創新之處。
一.先看可變壓縮比VCR
1.可變壓縮比VCR帶來的好處
汽油發動機多年來效率無法進一步提高的主要原因就是無法加大壓縮比，目前主流奧托循環的汽油機壓縮比的上限一般認為在11左右。研究表明，如果在部分負荷壓縮比從10提高到14的話發動機熱效率會提高2%-3%。
之所以不能大幅度增加壓縮比來提高熱效率，最大的限制是汽油機的爆震問題，尤其對於增壓發動機爆震問題更嚴重。
所以，內燃機工程師一直在尋找是否可以在部分負荷使用高壓縮比來實現高的熱效率，在全負荷採用低的壓縮比來避免爆震的技術方案。這樣可以做到性能和油耗的完美平衡。
2.可變壓縮比VCR遇到的挑戰
為什麼可變壓縮比那麼難呢？主要原因是發動機的壓縮比是由燃燒室容積和缸徑衝程尺寸決定的。燃燒室由於要承受高溫高壓還要保證密封，目前都是採用鑄造而且還有水套冷卻，進排氣道佈置，因此無法做成可變的。缸徑也無法可變。看起來只能變衝程了，但是活塞，連桿曲軸系統的尺寸決定了衝程，這三個件高速旋轉承受非常大的燃燒氣體力和慣性力。很難做成可靠的可變結構。因此實現量產非常困難，很多人嘗試結果都沒有成功量產。
3.日產VCR解決方案
前面說到要想可變壓縮比，只能考慮衝程可變，經過多年的研究和實踐，目前主流的有兩類衝程可變方案。
a.通過改變連桿工作長度來實現。主要原理是通過增加液壓機構，讓連桿在工作過程中長度可變，從而實現VCR。這種方案發動機本體改動比較小，但是隻能實現兩級可變壓縮比，因此效果會打一些折扣，這個方案一直沒有公司量產。
b.改變連桿和曲軸的連接方式來實現VCR。基本原理是連桿不再和曲軸直接連接，而是連接一個可變的過渡連桿裝置然後再和曲軸相連。通過改變中間過渡連桿裝置的槓桿比來改變衝程，從而實現VCR。這種方案比第一個改變連桿的方案要複雜很多，發動機改動很大，幾乎是要完全重新設計。但這個方案可以實現壓縮比的連續無極調節，效果最好。日產採用的就是這個最難的方案，通過20年的努力，最終量產了，日產2.0 VC turbo發動機壓縮比可以在8-14之間連續調整。
下面圖裡有一個FEV的研究結果，日產的連續可變VCR，NEDC工況油耗可以降低7%以上，即使是更接近用戶實際使用工況的WLTP工況，也可以降低5%以上。
二.再說說均質壓燃HCCI
1.均質壓燃HCCI帶來的好處
內燃機工程師很早就在思考一個問題，既然柴油機採用的高壓縮比壓燃迪塞爾循環熱效率高，為啥不把這種壓燃燃燒循環嫁接到汽油機上來提高熱效率呢？同時，為了避免柴油機稀燃完成的氮氧化合物NOx排放，可不可以採用汽油機的均質燃燒加三元催化器的燃燒方式呢？這樣就不用花很大代價來解決柴油機近乎無解的排放問題了。
這樣集汽油機和柴油機兩者優勢於一身的燃燒當時就是均質壓燃HCCI。如果這種概念可行的話汽油機的壓縮比可以提高到18，熱效率可以從目前最好的38%-41%的水平提高到50%，這簡直是一種飛躍。這種想法工程師們進行了幾十年的研究，由於存在一些致命的難題，一直很難突破。
2.均質壓燃HCCI遇到的挑戰
究竟有哪些致命的問題呢？HCCI需要高壓縮比壓燃，但是汽油的特性是自燃點比柴油高很多，要壓燃必須創造比柴油機更高的壓縮終了的溫度和壓力。這導致如果不能很好的控制的話，這就燃燒是爆震，會嚴重的破壞發動機，因此，傳統HCCI只能在小負荷使用，而且為了在不同環境溫度、溼度、油溫燃油差異等多種因素下保證壓燃的穩定性，必須對進氣和燃油噴射進行一系列複雜的控制。這也進一步壓縮了HCCI的運行區間。最終傳統的HCCI系統運行區間太小，燃燒穩定性很難保證，所以一直不能真正走進量產。
3.馬自達的解決方案
面對這些HCCI的挑戰，馬自達採用了以下技術來對應。
a.改良的SPCCI燃燒系統，馬自達對傳統HCCI的運行區間小問題進行了優化，改進了HCCI燃燒概念，增加了火花塞來改善壓燃點火的質量，使之具備量產的可能。馬自達把改進的HCCI燃燒系統叫SPCCI，也就是火花塞控制的壓燃點火。
b.馬自達為了進一步拓寬壓燃工作區域，避免SPCCI在稀燃情況下引起的NOX排放超標，採用了廢氣再循環EGR系統。
c.為了滿足壓燃情況下燃油混合的需求和保證燃燒穩定性，馬自達採用了超高壓的GDI噴射系統，噴射壓力高達1000bar。這幾乎接近了柴油機的噴射壓力。要知道目前主流的GDI發動機噴射壓力一般在150-250bar，馬自達1000bar的噴射壓力絕對是突破性的技術。
d.機械增壓器，不過馬自達說這個不是傳統增壓器，只是SPCCI燃燒系統高響應進氣控制的一部分。這個機械增壓器，主要是為了控制進氣，為超高壓縮比提供足夠的空氣量，自己想要的空氣溫度和密度，保證壓燃系統的穩定工作。並不是像傳統增壓器那樣主要是為了提升性能。所以，馬自達這個機械增壓器的增壓壓力只有0.5bar。同時，機械增壓器也順便提升了一下發動機的性能，使馬自達在大幅提高熱效率的同時還能提升性能，兩全其美。機械增壓器被馬自達這麼用也絕對是創新了。
e.電動可變氣門正時VVT，調節速度更快，調節角度很大。能夠靈活快速的控制殘餘廢氣和壓縮壓力，保證SPCCI的壓燃系統在較大的範圍內穩定運行。
馬自達用5大技術突破了均質壓燃HCCI量產應用的瓶頸，開發出了SKY Active X發動機。馬自達宣稱如果從油井到車輪來計算二氧化碳排放的話，SKY Active X比電動車的CO2排放更低。這5項關鍵技術中前4項都是馬自達獨創的突破性成就，了不起！
三.日產可變壓縮比和馬自達均值壓燃究竟那個更好。
還是先表達一下敬意，兩者都是內燃機史上的里程碑，都非常偉大。非要比較，可以說是各有千秋。
1.發動性能比較
日產VCR系統還是基於當前的渦輪增壓直噴發動機的技術，通過VCR來進一步優化性能和油耗，因此功率扭矩都非常高。2.0T VC Turbo發動機功率能夠達到200kW，扭矩能夠達到390Nm，性能非常強悍。馬自達的SPCCI系統雖然有機械增壓器，但是主要不是為了提升性能，幾乎還可以看做一個自吸發動機，性能並不是很高。2.0 SKY Active X 發動機的的功率只有140kW左右。馬自達也意識到了這個問題，在2.0 SKY Active X上集成了48V微混系統來改善發動機在整車上的性能。
簡單這麼比較的話，性能上日產VC turbo更強。
2.燃油經濟型比較
日產VC Turbo由於還是在渦輪增壓直噴＋奧托循環的傳統燃燒原理下通過VCR系統來發掘潛力，油耗提升雖然很大但算不上顛覆性的，研究顯示油耗改善根據不同的循環在5%～8%之間。
而馬自達SKY Active X完全顛覆了原來汽油機奧托循環的基礎和限制，另闢蹊徑，油耗降低能夠達到30%以上。
油耗比較上馬自達SKY Active X完勝。
3.NVH特性比較
日產VC Turbo發動機複雜的連桿系統帶來的另外一個好處是在做功時可以保持活塞和連桿處於垂直於曲軸的狀態，這種情況下就沒有了傳統發動機做功時活塞所受的側向力，下面有個圖可以看的更清楚。消除了活塞做功時的側向力可以減小活塞敲擊的聲音，同時可以有效的降低二階激勵，因此，日產VC Turbo不再需要平衡軸。從這個當面看，日產VC Turbo的NVH水平比目前的發動機要更好。
馬自達SKY Active X發動機有三個因素都是對NVH不利的：
a.壓燃系統多點同時燃燒，爆發壓力提高很多，而且爆發的時間很短壓力升高率很高。這些都對提高效率非常有好處，但是都回增加燃燒帶來的振動和噪聲激勵。可以想像一下柴油機的燃燒噪聲。
b.超高壓的直噴系統，噴射壓力接近柴油機。這樣噴油器和高壓油泵會比目前傳統的GDI系統噪聲更大。
c.機械增壓器帶來的噪聲，機械增壓器由於其工作原理，噪聲一直是一個非常需要注意的方面。
因此，從NVH比較，應該日產VC turbo更有優勢。應該馬自達的工程師也花了很多精力來解決SKY Active X的噪聲問題，但是NVH一直不是馬自達的優先訴求，因此可能日產應該更好一些。
以上都是技術方面的對比，很多是我自己的分析，講的都是冷冰冰的機器和技術，如果讓我加入感情因素，我更支持馬自達。
日產的VCR雖然歷經20年研發，但是還是在當前已經成熟的增壓直噴技術方案上嫁接VCR來進行改善，技術方案上算是突破，可是燃燒原理上是繼承的。
馬自達的SKY Active X完全是顛覆性的重新定義了一種燃燒方式，而且在電動化的大趨勢下還能如此堅定執著，如此特立獨行，需要的就不僅僅是技術了，更需要信念。馬自達SKY Active X於今年美國洛杉磯車展發佈，預計2019年上市，作為發動機開發的老兵，我要再一次對馬自達表示敬意，並祝他們好運，也祝髮動機好運！
如果對SKY Active X感興趣，我轉發了一個視頻，可以看一下馬自達的講解。
以上信息供大家參考，歡迎討論，每週會發發動機技術的專業解讀，歡迎大家轉發關注！
銳引擎
可變壓縮比，無非就是：1、可變燃燒室容積（Saab開發的SVC發動機） 2、用氣門正時製造米勒循環（馬自達的創始藍天），其中豐田、本田的阿特金森好像也是類似馬自達的，通過氣門正時製造米勒循環。
而第一種的SVC發動機，因為太複雜（和真正的阿特金森發動機一樣複雜），維修麻煩，製造成本大，很難在現在汽車市場價格低下的環境實現量產。
英菲尼迪的2.0T可變壓縮比發動機，有可能就是SVC一樣原理的。但沒有拆解也評析資料，不好判斷。但是如果是這種原理的話，那他的動力會比米勒循環的好（尤其是有渦輪的加持）。感覺就是為了適應差或低辛烷汽油的作用大點。唯一能判斷的就是跟當年買了斯巴魯水平對置發動機車型的一樣，維修的話要到大省城的4S店修吧。
向宸說車
可變壓縮比，無非就是：1、可變燃燒室容積（Saab開發的SVC發動機） 2、用氣門正時製造米勒循環（馬自達的創始藍天），其中豐田、本田的阿特金森好像也是類似馬自達的，通過氣門正時製造米勒循環。
而第一種的SVC發動機，因為太複雜（和真正的阿特金森發動機一樣複雜），維修麻煩，製造成本大，很難在現在汽車市場價格低下的環境實現量產。
英菲尼迪的2.0T可變壓縮比發動機，有可能就是SVC一樣原理的。但沒有拆解也評析資料，不好判斷。但是如果是這種原理的話，那他的動力會比米勒循環的好（尤其是有渦輪的加持）。感覺就是為了適應差或低辛烷汽油的作用大點。唯一能判斷的就是跟當年買了斯巴魯水平對置發動機車型的一樣，維修的話要到大省城的4S店修吧。
馬自達的新目標是實現HCCI（均質充量壓燃），以及更高一級的RCCI。而此時已經實現雛形SPCCI。而之所以會考慮用壓燃，就是看到柴油機的熱效率高——因為高壓縮比，可以讓燃燒室裡的燃油同時多個點被引燃（汽油機也有，叫爆震。但爆震是不可控的，HCCI就是想達到跟柴油機一樣可控）。多個點被引燃可以讓火焰迅速充滿燃燒室，相對火花塞單點引燃混合氣，混合氣能夠在一個循環內更能充分燃燒。而要解決壓燃帶來的不可控爆震，就是要改變燃燒室形狀、進氣氣門位置、進氣渦流形成等，要考慮的問題多了，甚至整個缸蓋，氣門室都要重新設計。
兩個很難有可比性。日產的是有渦輪加持，可變壓縮比只是為了讓所有工作轉速和負荷中都能用到一個合適的壓縮比。但若要論先進的話，還是馬自達厲害些。畢竟能把自然吸氣汽油機玩到底的，只有馬自達夠認真了。
用戶108061510400
其實各大汽車廠商的發動機科技技術都是很高超的，關鍵是在設計一款發動機時，團隊和廠商最想做出一個什麼樣的效果！就馬自達而言，14.8超高壓縮比就是想做出一個省油又有動力的表現，但同時讓步的就是發動機震動和噪音了，眾所周知高壓縮比和發動機運轉震動是一對冤家！這就是為什麼奔馳的v12，勞斯萊斯v12，只有10左右的壓縮比原因了！而尼桑這個可變壓縮比就顯得比較折中的處理方案，比較中庸，不是最省油但也不會噪聲大！對我個人的價值取向來說，我會選擇中庸的設計！
壹登大師
熱效率提升一點點分成本相比不划算，有那精力不如去搞電池，汽車燃油機被電池電機替代是大趨勢，現在只是電池不過關。
QQ110W501
拖出來溜溜就知道了，別天天玩PPT。賈藥停已經把自己玩死了。。。。
雯馨的爸爸
壓縮比越大就越容易出現爆震，新車還好，要是積碳多了的話和汽油質量不好拿就不好說。
