壓縮比是發(fā)動機的一個幾何參數(shù)，壓縮前的氣缸總容積與壓縮后的氣缸容積（即燃燒室容積）之比（注：本文僅討論活塞式發(fā)動機的壓縮比，轉子或其他形式的發(fā)動機不在本文討論范圍）。

● 現(xiàn)在的量產(chǎn)發(fā)動機如何實現(xiàn)壓縮比的改變？

　　在可變氣門正時系統(tǒng)普及之前，工程師只能通過改變發(fā)動機的幾何結構。最為常見的做法就是改變連桿長度或者改變活塞頂形狀來達到改變壓縮比的目的。

　　然而，通過可變氣門正時機構延遲關閉進氣門這種方法只能單方向實現(xiàn)壓縮比的縮小。而且由于延遲關閉進氣門，氣缸吸入氣體的量減小了，相當于縮小了發(fā)動機的排量，削弱了發(fā)動機的動力輸出。對于主要應用于中低負荷工況的米勒循環(huán)或者有電機輔助的混合動力系統(tǒng)來說，排量的縮小可以節(jié)省油耗，有一定的益處。但對于追求高性能的發(fā)動機而言，改變壓縮比導致排量縮小導致性能下降是無法讓客戶接受的。所以，能夠動態(tài)改變發(fā)動機幾何結構的可變壓縮比技術便有應運而生了。

● 為什么要根據(jù)不同工況改變發(fā)動機壓縮比？

　　可變壓縮比技術發(fā)動機的開發(fā)初衷是為了提高增壓發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的。對于渦輪增壓發(fā)動機而言，在發(fā)動機轉速較低時，廢氣流量和脈沖強度無法有效地推動渦輪提速，導致增壓壓力偏低，使得發(fā)動機扭矩輸出和燃油經(jīng)濟性未如理想。

　　此外，利用爆震傳感器偵測發(fā)動機爆震狀態(tài)，提高或降低發(fā)動機壓縮比，能夠輕易實現(xiàn)發(fā)動機對不同標號汽油的自適應。

● 各廠商是怎樣改變發(fā)動機壓縮比的？

■ 薩博SVC可變壓縮比技術

　　在上世紀80年代末，薩博開始研發(fā)可變壓縮比技術，并在1990年取得相關的專利。薩博把其研發(fā)的可變壓縮比技術稱之為“Saab Variable Compression”，簡稱“SVC”。

　　為理解薩博SVC發(fā)動機的工作原理，我們可以把SVC發(fā)動機分為兩部分，其中一部分為缸蓋和缸筒，另一部分為曲軸、活塞、連桿等部件，兩部分通過橡膠密封件連接，可以一定程度上實現(xiàn)相對運動。

　　為實現(xiàn)缸筒的有限度運動，必須為缸筒設計一套獨立的冷卻系統(tǒng)，這就導致系統(tǒng)結構變得復雜起來。此外，薩博SVC發(fā)動機相互運動的兩部分采用橡膠密封件連接，高溫以及反復受力使密封件耐久性受到極大的考驗。或許這也是薩博SVC發(fā)動機無法實現(xiàn)量產(chǎn)的原因。

■ 日產(chǎn)VCR可變壓縮比技術

　　2005年2月，日產(chǎn)發(fā)布了其可變壓縮比技術，該技術被稱為“Variable Compression Ratio”，簡稱“VCR”。日產(chǎn)VCR發(fā)動機采用了曲柄銷杠桿來實現(xiàn)壓縮比的改變。

　　日產(chǎn)利用計算機仿真技術，讓活塞在上止點附近（加速）和下止點附近（減速）運動速度變化快慢一致，活塞速度變化接近正弦曲線，從而有效減少發(fā)動機的二階振動，提升發(fā)動機的平順性。為降低摩擦，日產(chǎn)VCR發(fā)動機當活塞處于上止點附近時，連桿大致保持垂直狀態(tài)。這樣在做功行程初期，點燃混合氣產(chǎn)生的沖擊力不會使活塞產(chǎn)生較大的向氣缸壁擠壓的分力，降低活塞與氣缸之間的摩擦達44%。

■標致雪鐵龍集團VCRi可變壓縮比技術

　　法國標致雪鐵龍集團（PSA）在2009年3月的日內瓦車展上推出一款裝載可變壓縮比發(fā)動機的標致407車型。該車型搭載的發(fā)動機采用了PSA研發(fā)的VCRi可變壓縮比技術，排量為1.5L，最大功率220馬力，峰值扭矩420牛·米，壓縮比可變范圍為7：1至20：1，百公里綜合油耗為6.7L，二氧化碳排放量為每公里158g。

　　相比前面介紹的薩博SVC技術和日產(chǎn)VCR技術，法國標致雪鐵龍集團的VCRi技術的壓縮比可變范圍更大，但由于特殊液壓控制裝置的存在，較大地增大了缸體的體積，不利于發(fā)動機小型化。VCRi技術的活塞和連桿是一體的，只作垂直方向運動，點燃混合氣產(chǎn)生的沖擊力不會使活塞產(chǎn)生較大的向氣缸壁擠壓的分力，降低活塞與氣缸之間的摩擦，降低發(fā)動機內部運轉阻力。

全文總結：

可變壓縮比技術從幾何結構上改變了發(fā)動機的壓縮比，使得在不同工況下動態(tài)切換最合適的壓縮比成為可能，實現(xiàn)了發(fā)動機性能和燃油經(jīng)濟性的提升。然而，通過改變發(fā)動機幾何結構來改變壓縮比，必然導致發(fā)動機結構復雜度的提升，隨之而來的是可靠性下降、振動增大等亟待解決的工程問題。此外，由于可變壓縮比發(fā)動機的結構更為復雜，未實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，這也使得現(xiàn)在搭載該技術的發(fā)動機制造成本偏高。目前，有不少廠商已驗證了可變壓縮比技術的可行性，并進行著設計上的優(yōu)化。隨著技術的成熟和性能的優(yōu)化，可變壓縮比技術有著光明的前景。