發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

可變壓縮比技術(shù)是在高負(fù)荷下提供低壓縮比，降低結(jié)構(gòu)應(yīng)力；在低負(fù)荷下提供高壓縮比，提高熱效率。在部分負(fù)荷時(shí)，高壓縮比會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗量。在過去的幾十年間，梅賽德斯-奔馳和福特等公司都將可變壓縮比技術(shù)應(yīng)用在了實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)上。

2013年，梅賽德斯-奔馳公司提出通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)活塞的位置來改變壓縮比的技術(shù)，由一個(gè)導(dǎo)向構(gòu)件來控制可調(diào)整部分，導(dǎo)向構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)由傳感器信號(hào)來控制。這種可變壓縮比技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于控制系統(tǒng)能夠獲得高精度、響應(yīng)時(shí)間快的信號(hào)，相比于其它設(shè)計(jì)能夠精確地控制壓縮比且可以精確地獨(dú)立控制各缸壓縮比。

福特公司在2003年提出通過改變活塞連桿長(zhǎng)度來改變壓縮比。在活塞與連桿之間加入彈性材料和彈簧墊圈，在活塞運(yùn)動(dòng)過程中，若活塞頂受到的壓力較大，壓力與彈性材料的彈力相抗衡，擠壓彈性材料，導(dǎo)致活塞連桿的有效長(zhǎng)度減小，降低壓縮比；當(dāng)活塞頂受到的壓力降低時(shí)，活塞連桿的有效長(zhǎng)度恢復(fù)，壓縮比恢復(fù)到原來的數(shù)值。

目前，可變壓縮比技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是采用Gomecsys輔助裝置、MCE-5可變壓縮比技術(shù)和FEV連桿幾何修正技術(shù)。Gomecsys輔助裝置通過液壓或者電力控制制動(dòng)器，進(jìn)而控制銷在銷孔中的位置，通過齒輪改變曲柄的位置，從而改變壓縮比。MCE-5可變壓縮比技術(shù)是在缸外設(shè)計(jì)一個(gè)與活塞平行的控制架，通過慣性或氣體壓力改變控制架的位置，進(jìn)而改變活塞位置，實(shí)現(xiàn)壓縮比可變。FEV連桿幾何修正技術(shù)是將活塞銷設(shè)成偏心，改變連桿長(zhǎng)度，改變壓縮比。

雖然上述3種可變壓縮比技術(shù)開發(fā)成本較高，缺乏大規(guī)模的應(yīng)用，但都是能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)制造的技術(shù)，且可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高效、清潔運(yùn)行。在汽車工程領(lǐng)域，這些新型技術(shù)將為高效發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)現(xiàn)鋪平道路。

ShikharAsthanaetal.SAE 2016-01-0669.

編譯：杜桂枝