可变压缩比

可变压缩比(VCR)是一种在发动机运行时调整内燃机压缩比的技术。这样做是为了在不同负载下提高燃油效率。可变压缩发动机允许在上止点处改变活塞上方的容积。更高的负载需要更低的比率来增加功率，而更低的负载需要更高的比率来提高效率，即降低燃料消耗。对于汽车用途，这需要在发动机响应负载和驾驶需求而运行时完成。2019年的英菲尼迪QX50是xxx款使用可变压缩比发动机的商用车。

汽油发动机在压缩冲程期间对xxx压力有限制，之后燃料/空气混合物会引爆而不是燃烧。为了在相同的速度下获得更高的功率输出，必须燃烧更多的燃料，因此需要更多的空气。为此，使用涡轮增压器或机械增压器来增加入口压力。这将导致燃料/空气混合物爆炸，除非压缩比降低，即活塞上方的体积变大。这可以或多或少地完成，因为功率的大幅增加是可能的。不利的一面是，在轻负载下，发动机可能会缺乏动力和扭矩。解决方案是能够改变入口压力并调整压缩比以适应。这提供了两全其美，一种小型高效发动机，能够按需提供强大动力。此外，VCR允许免费使用汽油以外的不同燃料，例如LPG或乙醇。通过使用连接到曲轴的液压系统来改变气缸排量，并根据所需的负载和加速度进行调整。

可变压缩发动机已经存在了几十年，但仅在实验室中用于研究燃烧过程。这些设计通常在与工作活塞相对的头部有第二个可调节活塞组。2018年，英菲尼迪开始生产可变压缩涡轮发动机，该发动机使用机械联动装置来实现可变性。它安装在他们的QX50SUV中。该发动机可以产生从8:1到14:1的任何压缩比。最高扭矩在8:1时实现，提供高加速度，而最佳油耗（燃油效率）在14:1时实现。电子发动机控制器实时响应油门踏板上的压力，无缝地改变压缩比。该发动机虽然排量为2.0L，为直列四缸发动机，但并未使用平衡轴来消除二次振动。它本质上是通过机械连杆来平衡的。

由于气缸盖设计相对简单（缺少进气门），因此在二冲程发动机中实施起来稍微容易一些。从90年代后期开始，扩展了这一想法的模型已经出现，例如Yamaha，它可以动态改变燃烧室的大小。最近（在2000年代），这项技术重新引起了人们的兴趣，因为它能够燃烧各种燃料（例如包括酒精），例如LotusOmnivore。早在1950年代初生产的作为自行车改装发动机的Lohmann发动机是一种更早的商业化二冲程发动机，但非常小（18cc）且功率不足以非常成功。这台发动机有一个一体式气缸盖和套筒，其与曲轴的距离是通过一个由车把上的一个扭转把手上的电缆操作的顶升螺丝来调节的。压缩调整对于该发动机的运行至关重要，因为它使用了在压缩冲程之前引入的燃料混合物的压缩点火，因此只要压缩使其达到足够的温度就会点燃。这意味着所需的压缩会随着空气温度、发动机温度和燃料类型而变化：压缩过多，发动机会过早点火，而压缩过少则根本无法点火。因此，操作员必须随着操作条件的变化不断调整压缩。Lohmann发动机仅生产了大约5年，因为压缩控制（与燃油流量同时进行）需要大量练习，而且即使在最佳调整下，它提供的动力也不会超过适度健康的骑手在没有帮助的情况下所能提供的动力。

1920年代，HarryRicardo制造并测试了xxx台VCR引擎。这项工作导致他设计了至今仍在使用的辛烷值评级系统。许多公司一直在对VCR发动机进行自己的研究，包括Saab、Nissan、Volvo、PSA/Peugeot-Citroën和Renault。2019年英菲尼迪QX50可配备涡轮增压可变压缩发动机的量产版。

标致的设计通过改变连接活塞和曲柄的连杆的有效长度来工作。当连杆较短时，压缩比较低，反之亦然。图的左侧是内燃机的传统活塞。右侧是带有双作用活塞的液压缸。这通过带有齿轮的连杆曲柄系统起作用，齿轮的运动调整有效连杆长度，从而调整左气缸的压缩比。

2000年，SAAB汽车在日内瓦车展上向世界推出了他们的SVC发动机，重新点燃了人们对可变压缩的兴趣。SAAB参与了与“先进汽车技术办公室”的合作，生产了一种现代汽油VCR发动机，该发动机展示了效率可与柴油机媲美。SAABSVC是VCR发动机领域的一个先进且可行的补充，但由于公司破产，它从未投入生产。该设计是LarsenVCR发动机的一种实施方式，由一个整体式缸盖组成，该缸盖包含所有的气门齿轮和曲轴/曲轴箱组件。这些部件由一个枢轴连接，该枢轴允许由液压执行器控制的4度运动。该机构允许改变曲轴中心线和气缸冠之间的距离。与标致设计不同，有效连杆长度是固定的。选择了增压器而不是涡轮增压器，以实现必要的响应时间和高增压压力。为了改变Vc，SVC将气缸盖“降低”到更靠近曲轴的位置。它通过用两件式单元替换典型的一件式发动机缸体来做到这一点，曲轴在下部缸体中，气缸在上部。这两个块在一侧铰接在一起（想象一本书，平放在桌子上，封面在扉页上方一英寸左右）。通过围绕铰链点旋转上块，可以修改Vc（想象一下书的封面和扉页之间的空气）。在实践中，SVC使用液压执行器通过小范围的运动调整上块。