日产做回“技术宅”
2018-12-24 11:58

日产做回“技术宅”

20 年研发,全球首款量产的可变压缩比发动机,这是如今日产做到的,是曾经萨博、标致等没能做到的。


它有一个直观的名字 VC-TURBO,VC 代表 Variable Compression 可变压缩,TURBO 意指涡轮增压。今年早些时候,VC-TURBO 发动机随英菲尼迪 QX50 落户东风日产郑州工厂,现在又搭载于刚刚上市的日产第七代天籁(Altima),杀入更广阔也更激烈的中级车市场。



要说什么是可变压缩比,首先得明白什么是压缩比。大家高中都学过内燃机的基本原理:气缸里面是活塞,活塞下方连接着曲轴,上面气缸内喷油进气燃烧,形成燃气膨胀推动活塞向下,曲轴将活塞的直线运动转化为旋转运动,最后带动车轮转动。


那么简单讲,活塞向上到顶与向下到底时气缸容积的比值,即是压缩比,非常简单。



在很长一段时间里,压缩比理所应当是恒定不变的,因为发动机的内部结构尺寸不可变。一款发动机的压缩比是在设计时就定死的,而压缩比的大小会决定这款发动机的性能取向。相对而言,高压缩比会有利于高效节油,低圧缩比则有利于动力输出。


比如柴油发动机因为是压燃,所以天然就有压缩比偏高、转速偏低的特性,你会发现一般柴油机的转速表区间都会比汽油机低不少,而柴油机的长处也正是节油和高效。再比如马自达这些年力推的创驰蓝天技术,将汽油机压缩比提到了惊人的 18:1(主流多在 10:1-12:1),实现高达 50% 的热效率。



汽车内燃机技术发展了一百多年,我们有了可变气门正时,有了可变气门升程,有了可变进气歧管,甚至连工作气缸数目  都可变,自然也会有人希望打造一款巡航时高压缩比低油耗、加速时低圧缩比强动力的理想发动机。前面说过的萨博、标致都造出过可变压缩比的样机,但因为种种原因没能量产,同样有过研发投入的还有沃尔沃、通用、保时捷等等。


(左:常规引擎,右:VC-TURBO)


说回日产这台 VC-TURBO,它可以实现压缩比在 8:1 到 14:1 之间无级调整,实现可变压缩比的结构也十分巧妙。日产对普通发动机的连杆和曲轴部分大作改动,变为三个部分组成的多连杆结构;发动机底部外侧加入一台专用电机,电机连接着底部连杆。


(驱动电机)


(多连杆活塞)


电机转动带动底部连杆,会改变曲轴位置梯形连杆的角度,从而改变活塞运转的行程,电机拉动连杆旋转的幅度,决定着发动机压缩比在 8:1-14:1 间变化。电机的旋转由发动机 ECU 依据工况需要无极调节,在需要强动力时以较低圧缩比运转,匀速巡航时则相反。




日产早在 1998 年开始研发可变压缩比技术,中间经历了四代技术原型,才最终达到量产化标准。萨博在 2000 年提出的 SVC 可变压缩比发动机,将气缸盖在内的发动机上半部做成了可偏转的活动式,但这种技术原理难度太大,最终直到萨博破产也无法进入现实。


除了可变压缩比,VC-TURBO 还拥有连续可变气门正时、缸内/进气歧管双喷射、阿特金森/奥拓双循环等“一线”发动机技术,热效率达到 38%,成功入选 2019 年沃德十佳发动机。搭载于新天籁上的 2.0T 直四 VC-TURBO 拥有 252 马力/ 380 牛·米峰值动力 (相比在英菲尼迪上稍有下调)。尽管 CVT 变速箱对低转扭矩有所限制,0-100km/h 仍能跑出 6.4s,对应的综合油耗却只有 6.6L/100km。



曾经日产从不缺引擎技术,遥想当年 Skyline 上的 SR20、老 GT-R 的 RB26,到后来连续 14 年入选沃德十佳的 VQ 系列 V6 发动机,哪个不是一代神机。进入小排量增压时代,英菲尼迪却一度靠着奔驰 M274 发动机撑 2.0T 的门面,直到如今 VC-TURBO 涅盘而生。


VC-TURBO 引入国产,并迅速被下放至日产品牌,作为旗舰的天籁自然是最合适之选。恰好又是 14 年过去,国产的天籁(Teana)最新一代终于和海外版 Altima 合并,日产将其定名第七代天籁 Altima。17.98-26.98 万元的定价基本和前代车型持平,不过要想得到 VC-TURBO,你需要付出至少 21.58 万元,其下车型则沿用 2.0L 自吸直喷发动机。



VC-TURBO 是日产规划中的四种智能动力之一,可变压缩比被业界视为内燃机的终极形态,新能源方面也得多手准备。在日本,非插电增程混动的 e-POWER 已经超越丰田混动车型,成为其本土市场新能源销量头名(在《李想制造“理想智造”》提到过)。纯电方面,搭载日产 Zero Emission 技术的聆风已发展至第二代,国产化版本轩逸·纯电也已上市。面向未来,日产还在研发 e-Bio Fuel-Cell 酶生物燃料电池驱动技术。


而“智能动力”是日产智行 2022 导入计划中的一部分。按照计划,到 2022 年,VC-TURBO 引擎将搭载于 4 款国产车型,东风日产销售总部副部长张继辉也透露,VC-TURBO 接下来还会推出更多排量版本。至于新能源车,e-POWER 增程混动车型会投放 4 款,Zero Emission 纯电车型则会在轩逸·纯电后再推 3 款。



所谓日产智行 NISSAN Intelligent Mobility,是日产在 2016 年日内瓦车展上提出的智能化全球战略构想,这一构想此次随新天籁上市登陆国内。用大白话讲,日产智行中包含了动力、自动驾驶相关、车联网三大方面。


日产准备在 2020 年投放 4 款 L2 级自动驾驶汽车,到 2022 年投放 2 款 L3 级车型。新天籁 Altima 已经可以搭载 ProPILOT 驾驶辅助系统,自适应巡航支持 0-144km/h 大车速范围,并拥有保持在车道线正中的能力。


面向未来,日产正在于 NASA 合作预研无缝自动出行技术,为未来无人驾驶汽车和驾驶员之间的和谐并存做准备。更科幻的是今年初 CES 亮相的“脑控车(Brain-to-Vehicle)”技术,致力于通过头部探测人脑信号来操作车辆,车辆随驾驶员动作的反应速度比现有操作方式更快。





日产中国视新天籁 Altima 为“日产智行”计划的首款落地车型,凭全球第一款可变压缩比的 VC-TURBO 发动机打前站。多年来,日产在国内给人以“最佳轮上沙发”的固板印象,增压时代来临日产没什么动作,直喷时代来临日产缓缓跟进,智能网联愈演愈烈,日产仍旧反应慢一拍。那个造 GT-R 时要给轮胎充氮气的日产,和那个卖滴滴最常见用车轩逸的,仿佛不是同一个日产。


好在,日产终于有了重归“技术日产”的苗头,仅靠空间和舒适已经不再能让中国消费者轻易买单。新技术当然都会有风险,VC-TURBO 可变压缩比发动机的可靠性如何、可维护性如何还都是未知数,但日产在实验室里钻研多年的成果、在其他市场上的尖端技术,也都是时候拿出来见见光了。

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