內燃機絕唱？聊聊VC-TURBO背后的故事

　　 [汽車之家 技術] 電動車、新能源技術的推廣似乎讓傳統動力的發展變得愈加艱難，“20XX年完全實現電動化……從2025年起不再銷售汽油車（荷蘭）”這些政策和趨勢似乎也在預示著燃油車末日的到來，但事實真的如此嗎？就在今年，英菲尼迪QX50(參數|詢價)（日產可變壓縮比VC-TURBO發動機）橫空出世，再一次將傳統內燃機推到了臺前，我們再一次感受到了機械的魅力,但也隨之帶來了一個疑問，可變壓縮比發動機是否是內燃機最后的絕唱？畢竟就目前來看內燃機從結構上講幾乎不可能再有大的改變……

　　這篇文章，我們從歷史上內燃機的幾次大的技術革新講起，從米勒循環到阿特金森循環，從化油器到缸內直噴，從自然吸氣到渦輪增壓，最后來到汽車人們都無限向往的“可變技術”……

■英菲尼迪QX50，帶來的是內燃機的絕唱還是一個新時代的升起？

　　說起可變壓縮比，其實過去的一些發動機上也有應用，比如馬自達創馳藍天發動機或者豐田混動的阿特金森發動機等，但這些可變壓縮比技術從本質上講是對可變壓縮比改變并不大，都是通過調整配氣程序，讓發動機的膨脹比大于實際壓縮比來實現。

　　縱觀汽車的歷史，一臺能真正量產的可變壓縮比發動機絕對能進入改變汽車歷史的“名人堂”，畢竟在內燃機發展的近百年來，物理結構上的改變并不多，而正因為幾乎定型的發動機結構，才讓這臺可變壓縮比發動機的顯得尤為珍貴。當然，可變壓縮比發動機的出現也不是一蹴而就，這是日產經過20年，200億美元一點點積累研發出來的，這是一代代發動機從歧管噴射到直噴，從自然吸氣到增壓，從單氣門到多氣門再到雙頂置凸輪軸，一步步進化，一代代發展來的…而最初的故事要從最早的四沖程發動機說起。

■咖啡推銷員和他的世界上首臺四沖程發動機

　　1832年6月14日，德國一個普通工匠的家庭迎來了他們的第六個孩子Nicolaus August Otto（尼古拉斯·奧托），奧托從1838年開始上學，從小便表現出了對科學和技術的濃厚興趣，這種情況一直持續到高中。

　　如果按照一般的劇本，奧托這一生似乎會在銷售公司完成自己整個的職業生涯，但命運就是這么神奇，熱愛科學和技術的奧托在1860年秋末一個偶然的機會了解到了比利時工程師勒努瓦正在設計制造一種新型的發動機。

　　奧托對勒努瓦的發明十分著迷，于是和自己的兄弟一起仿制了勒努瓦發動機，并對其進行了改進，使用了液體燃料，雖然最后在申請專利時被當時的普魯士商務部拒絕了，但卻讓奧托意識到了液體燃料壓縮這個方向，如果用現在的眼光看，這就是燃油噴射的雛形。

　　奧托在同年也了解到了這位法國工程師的理念，這個原理與自己的壓縮燃料概念有些不謀而合，于是奧托在1861年使用了這一原理制造了一臺發動機，不過很遺憾這臺發動機只運行了幾分鐘，但不可否認的是，這是世界上第一臺四沖程發動機原型機。

　　奧托循環是目前大部分發動機的工作方式，工作的一個周期是由吸氣過程、壓縮過程、膨脹做功過程和排氣過程這四個沖程構成。

　　首先活塞向下運動使燃料與空氣的混合體通過一個或者多個氣門進入氣缸，關閉進氣門，活塞向上運動壓縮混合氣體，然后在接近壓縮沖程頂點時由火花塞點燃混合氣體，燃燒空氣爆炸所產生的推力迫使活塞向下運動，完成做功沖程，最后將燃燒過的氣體通過排氣門排出氣缸。

　　自從奧托發動機問世后，后面的事情估計大家就很熟悉了，曾經是奧托公司的工程師戴姆勒和邁巴赫制造了第一臺往復式四沖程汽油發動機。后來在1886年初夏，德國人卡爾·本茨將自己研發的二沖程汽油發動機裝在了一臺三輪車上，成為了世界上第一臺標準的汽車。

　　回到奧托循環這個話題，在奧托發明自己的發動機之前，其他的內燃機馬力都比較小，用在汽車上基本是不可能的，但奧托發動機卻可以實現這一點，除此之外，奧托循環也將膨脹比和壓縮比的概念真正應用到了發動機上面，可以毫不夸張的說，奧托先生算是汽車發動機歷史上真正的創造者之一。