直到2016年的巴黎车展前夕,日产才正式“发声”——他们搞定了内燃机领域数十年来最大的一个难题,能够实现可变压缩比技术的量产,将在2017年投放市场。当很多汽车内燃机专家看到这一消息时都不太相信,毕竟这个难题从20世纪末就开始谋求突破,甚至把萨博都熬垮了也没有能够完成量产化。
原来日产没有想过要做一款“简单”的2.0T发动机,而是要研发一款领先时代足够长的2.0T发动机。这款基于VCR技术的首款量产发动机是一款2.0L排量的机型,具备涡轮增压器,这项技术被日产命名为VC-TURBO超变擎。日产表示他们将用搭载可变压缩比技术的2.0L机型替代现有的3.5L V6发动机,在动力数据相当的前提下油耗降低27%。
“从1998年开始,日产向可变压缩技术发起挑战。用了两年多完成设计构想和基本概念,到了2001年得到了日产最高层的许可开始结构原理和连杆配置的研究。”日产高级工程师茂木克也(Katsuya Moteki)回忆说,他是VC-TURBO超变擎的三位主导者之一,也曾经参与开发了日产可变气门系统VVEL。
现在看起来,VC-TURBO超变擎实现的原理虽然并不复杂——通过在传统的活塞结构上添加全新设计的多连杆连接机构,利用控制转轴改变多连杆系统的结构,实现活塞行程的增加或减少,以此实现8:1到14:1之间压缩比变化——偏心圆旋转的构想很类似于日产的VVEL系统。可是要实现量产却并非易事,这里面涉及到可变压缩比发动机面临的稳定性、耐用性、摩擦性等难题,如何规避连杆机构高温度高应力的燃烧室,在设计、性能、加工工艺、耐久性等方面存在大量难题。
因此,日产的研发团队依然用了整整20年时间才实现了VC-TURBO超变擎的量产,这里面经过了至少五个阶段:从技术构想、到第一代结构原理开发、第二代素质提升和应用工艺开发、第三代量产商品概念开发,以及最终的量产应用技术开发。在20年时间中,日产动力工程师完成近100种原型设计,积累300多项专利技术,经过近600辆测试车全球范围测试、30000多小时试验台测试、300多万公里道路测试,终于攻克了所有难题,从而实现全面突破。
最终,这具代号为KR20DDT的发动机集成了日产内燃机领域的所有尖端技术:全球首次量产的多连杆机构、与缸盖一体化的排气歧管、最佳冷却通道控制阀门系统、宽范围涡轮增压器、进排气VVT、可变容量机油泵、双喷射系统(缸内直喷 进气道内喷射)等等。