可變狂想曲

涂純明

這是一個很大拼盤式的遐想——可變壓縮比就不說了，前面我們才在全新日產(chǎn)天籟身上體驗了那臺KR20DDET神器。至于壓燃，相信稍微關注汽車產(chǎn)業(yè)訊息的人，大概都知道馬自達很久之前就已經(jīng)發(fā)布了他們的SKYACTIV X動力單元，并且預計2019年部份上市車型就會搭載。而SKYACTIV X發(fā)動機，就具備“半壓燃”，官方名稱SPCCI（SparkControlled Compression Ignition）的技術特點。

什么是SPCCI？其實它是一種介于汽油發(fā)動機與柴油發(fā)動機之間的運作模式！對于傳統(tǒng)的汽油發(fā)動機來說，汽油燃點較高，要透過火花塞點燃汽缸內(nèi)的汽油混和氣引發(fā)爆炸，來產(chǎn)生推動活塞的力量，優(yōu)點是壓縮比不像柴油機那樣高，活塞沖程較短，可以拉高轉(zhuǎn)速換取馬力，但缺點則是低轉(zhuǎn)速域輸出效率稍差;而對柴油機來說，柴油燃點較低，在壓縮比更高的柴油發(fā)動機汽缸內(nèi)只需透過高壓、高溫就能點燃、爆炸（壓燃之名的由來），產(chǎn)生推動活塞的力量，優(yōu)點是活塞沖程長，低轉(zhuǎn)速域就有強大扭矩輸出，但轉(zhuǎn)速難以拉高導致巡航時所需的馬力延伸不太理想，發(fā)動機本體震動與嘈雜問題也較明顯。

具備SPCCI技術的發(fā)動機壓縮比不像柴油機那么高，吃的依然是汽油，并且在低負載時依然靠火花塞點燃汽油混合氣，但妙的是馬自達給這臺機器加了一個小機械增壓器，這臺增壓器不是為了讓發(fā)動機動力增強，而只是為了在高轉(zhuǎn)速與高負載運轉(zhuǎn)條件時灌更多空氣到汽缸內(nèi)提高壓縮比，讓汽缸內(nèi)的溫度與壓力達到可壓燃稀薄至29.4：1混合比混合氣體的水準，最后成就了熱效率接近50%、省油性能超強的汽油發(fā)動機！

但這畢竟只是馬自達一家車廠窮盡研發(fā)火力開發(fā)出的心血結(jié)晶，而且機械增壓器雖然輸出線性，但本身卻又是發(fā)動機的輸出負擔……

我們以為，未來的汽車市場，對于車廠這種單打獨斗花重金搞開發(fā)的行為會越來越不友善。其實，日產(chǎn)已經(jīng)有可變壓縮比技術了，法拉利使用的IHI渦輪增壓器也能透過高速傳感器感應轉(zhuǎn)速并加以精確控制，那為何不能把這三種技術加以結(jié)合，讓發(fā)動機在更寬廣的轉(zhuǎn)速域都能用上壓燃式稀薄燃燒運作，而且由于渦輪增壓器的運轉(zhuǎn)能被精確控制了，用它取代機械增壓器來為汽缸內(nèi)營造壓燃的條件，并且為發(fā)動機帶來更強的動力輸出，或許是更兩全其美的選擇。

以上只是咱們隨便幻想，并且我們也知道，為了控制如此復雜的發(fā)動機運作條件，勢必還需要更智能的發(fā)動機控制電腦，尤其世界幾大車廠之間的競合關系更是說不清、理不明，要合作研發(fā)車輛核心的部件談何容易？

電動增壓器，這有啥了不起？早在日產(chǎn)R35GT-R誕生之前，其實車廠就已經(jīng)在概念車型上考慮過電動增壓器的應用，后來甚至奧迪也量產(chǎn)了具備電動增壓器的4.0L TDI柴油發(fā)動機，并且目前越來越多汽車零部件廠商都在積極開發(fā)48V車載電氣系統(tǒng)相關部件，其中目的之一可能就是想助力普及運作時需要強大電力供應的電動增壓器！

不！我們說的電動增壓器不是當今那種……

相信大家都知道，奧迪那臺4.0LTDI上的電動增壓器是與另外的渦輪增壓器并聯(lián)安裝的，取電動增壓器無法長時間高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，以及渦輪增壓器可達到好幾十萬轉(zhuǎn)高轉(zhuǎn)速的特性互補，也就是在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時由電動增壓器泵入空氣到汽缸內(nèi)確保低轉(zhuǎn)扭矩與加速反應，彌補渦輪增壓遲滯的問題。

但如此一來，幾臺增壓器占去的空間不少、成本不低，是故目前也只有比較高端的車型才能用上！

為什么不能把電動馬達串在一臺渦輪增壓器上，透過微型離合器控制葉輪由電動馬達或是發(fā)動機廢氣驅(qū)動呢？原因很多，馬達在高溫下磁鐵容易消磁，以及要達到高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的馬達，體積與耗電量往往居高不下，使得渦輪增壓器如果整合了馬達會很難被安裝進有限的空間內(nèi)。但我們依然相信，憑借科技的發(fā)展，未來這種既有馬達驅(qū)動又能廢氣驅(qū)動，并且品質(zhì)可靠度也達標的可變增壓器應該會在合理的成本之下誕生，使得發(fā)動機能夠達到既沒有渦輪遲滯，又能兼顧高轉(zhuǎn)速時馬力延伸的線性動力，并且油耗更能被控制在理想的范圍之內(nèi)。

可變大菜接著上

算算本期介紹的幾種增壓式發(fā)動機的可變技術，就算出現(xiàn)時間最早之三菱Lancer EVO的偏時點火技術也已經(jīng)是上世紀九十年代了，這在整個汽車發(fā)展歷史長河中只能算是滄海一粟。不過，就因為這至今短短十幾年的可變技術發(fā)展，卻讓增壓式發(fā)動機的動力性能、節(jié)能減排……各方各面都相較之前好幾十年時間里的作品有了長足進步，是什么成就了這份技術爆發(fā)呢？

節(jié)能減排，小排量渦輪增壓發(fā)動機從以往高大上的性能訴求，轉(zhuǎn)為大眾化務實需求的大環(huán)境趨勢功不可沒，需求增大使得各類傳感器、控制器、機械部件日趨普及，車輛控制電腦性能提升、成本降低。但你不知道的是，在這之前流行更久的自然進氣式發(fā)動機，早已孕育了許多可變技術，并成為當代發(fā)動機科技發(fā)展的基礎。為此，下一期我們將更深入探討歷史更久、范疇更廣的發(fā)動機可變技術，敬請期待喔！