随着时代的发展，能源的需求日渐扩大，环保标准也随之变得更为严格。面临日渐严苛的排放法规，各家汽车厂商都在发掘新技术，以提高燃料的利用效率、降低排放。诸如气门升程可变、缸内直喷、涡轮增压等技术，都是在过往提出，并已日渐成熟的技术。不过，随着这些技术的日渐成熟，燃油发动机效率的提升似乎已经触碰到了瓶颈。有没有一种既可以进一步降低油耗，同时还能兼顾性能的技术了吗？
答案当然是肯定的，那就是可变压缩比技术。不过，这项技术设想虽然从20年前就被提出，却一直未能有厂商实现。作为活塞往复式内燃机发明以来，基本性能提升的终极难题。不过在今年，日产宣布可变压缩比发动机正式量产，宣告内燃机圈的“哥德巴赫猜想”第一次得以证明。
何为压缩比？可变压缩比又有什么好处？
往复活塞式发动机由一个个气缸组成，气缸内由活塞上下往复推动曲轴做功，活塞处于下止点的燃烧室容积与活塞处于上止点的燃烧室容积之比，就是所谓的压缩比。简单点说，压缩比是指将吸入的空气（混合气）压缩到何种程度。压缩的越多，膨胀的越大，因此能做更多的功，效率也就越高。
从内燃机诞生的那一天起，所有汽车厂商就都在想方设法地提升发动机的压缩比，因为这样能够让发动机拥有更高的热效率，从而达到降低油耗的目的。但一味地提升压缩比也会带来负面效应，比如爆震和扭矩下降，造成发动机性能的下降。因此，如果发动机能够根据工况调节压缩比，那么提升燃油经济性和提升动力就能兼而得之了。“可变压缩比”的设想因此提出。
曾经，有部分厂商通过排气门的正时调节，让发动机在奥托循环和阿特金森循环之间进行切换，来实现一定程度的压缩比改变。但这种调节方式并非机械层面的调节，实际上还是基于高压缩比发动机而来，并没有完全解决性能与省油之间的矛盾。因此，日产带来的机械层面的量产可变压缩比发动机VC-TURBO，无异于在内燃机圈投放了一枚重磅炸弹。
日产VC-TURBO发动机如何实现可变压缩比？
经过多年来行业的不断努力，我们可以总结出至少八种实现可变压缩比的方法。相比之下，日产将研发重心放在了曲轴和连杆上。
为了实现可变压缩比，日产的方法是，通过曲轴下方增加的一套电控回旋机构，在曲轴旋转轴心位置不变的情况下控制曲柄连杆的动作高度，也就是对活塞和曲柄进行整体的上下推移，这个范围是6mm。这样一来，压缩比就可以从8：1到14：1进行无级调节。日常驾驶时压缩比可以达到14:1，提升燃油经济性，需要强劲动力输出时，最低8:1的压缩比又能保证发动机火力全开。这样就在同一台发动机上获得了动力与油耗的兼得，与此同时还减少了爆震的几率。
在谈及为何要选择这样的技术路线时，VC-TURBO发动机三大发明人之一、日产高级工程师茂木克也解答。首先这样做的优势是降低了结构工艺的难度。在这样的一套系统中，核心零部件的运动都是由轴、销、轴承、衬套等组成的，都是回转运动，这些零部件加工起来难度较低，精度上更容易实现，很好地平衡了性能、成本和可靠性。
其次，可变压缩比发动机对空间利用率的要求很高，也就是体积不能太大，因此最好能用一个执行机构控制所有气缸。VC-TURBO实现了仅通过一台伺服电机，与四个气缸所有的活塞实现机构上的连接。一动全动，大大节省执行机构所占的体积。说白了，日产的这套控制机构核心原理就跟传统的活塞-连杆-曲轴一样规律，不会出现某个气缸工作状态不一致的情况。
VC-TURBO发动机有何优势？ 由于实现了可变压缩比技术，VC-TURBO发动机能够同时兼顾燃油经济性和动力性能，2.0T排量能够输出200kW的最大功率和400N·m的峰值扭矩，这一数值超越了同门的3.5L V6发动机。同时，在油耗上相比现有的2.0T发动机节省了27%。
另外，为了实现更优异的性能，VC-TURBO发动机将排气歧管集成到缸盖之中，这能够让发动机在冷启动工况下快速升温降低排放。奥托/阿特金森双循环、进气歧管/缸内双喷射让驾驶者可以随心所欲地在高功率和高效率的驾驶工况之间切换。除此之外，VC-TURBO发动机还装配了进排气双VVT，其中进气侧为电动式，提升了响应性。可变排量机油泵可以让发动机随时保持最佳的机油流量，避免不必要的动力损耗。
此外，日产VC-TURBO的这套技术路线，还有一个很大的优势，那就是振动抑制。由于增加了电控回旋机构，VC-TURBO的曲柄连杆摆动范围更小，从而使其在在振动抑制方面比传统直列四缸发动机好得多，比较接近V6发动机水准。
同时，由于VC-TURBO发动机的连杆运动范围变窄，曲轴运动中心和两岸之间的力臂更短，因此其活塞和缸壁之间的摩擦也随之变小，几乎可以做到完全没有摩擦压力。这就是VC-TURBO发动机比起传统直列四缸发动机的另一大优势——更少摩擦。
在谈及VC-TURBO的优势时，茂木克也表示，“VC-TURBO发动机有以下三个优点：低振动、低摩擦、低油耗。VC-TURBO可以向驾驶者提供随心所欲高功率、高效率、低油耗的系统。这是二十年前VC-T发动机的雏形，二十年后，我们已经实现了量产”。
除了核心的可变压缩比之外，VC-TURBO发动机还搭载了DVVT、集成排气歧管、双喷射、变排量机油泵等等一系列主流的发动机技术。目前，VC-TURBO发动机已经应用到了日产旗下的英菲尼迪QX50和全新美版天籁上，据称接下来也会在国产天籁上得以应用。
可以说，日产用VC-TURBO，揭开了发动机技术领域一个新的纪元。虽然现在为VC-TURBO发动机下定论仍为时尚早，但它让我们有理由对内燃机未来的发展趋势有了更多的期待
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