日产引以为傲的VC-Turbo引擎，如今已成累赘

汽车的复杂性是个有趣的话题。

人们很容易认为复杂的就是有害的，就是麻烦的，但正是复杂性造就了如今性能卓越的汽车。关键不在于回避复杂性，而在于如何将其合理运用。

日产的可变压缩比发动机既精妙又复杂，这套系统首次亮相时，人们都觉得日产完成了一项非凡的创举。坦白说，当时确实如此。但如今，这款发动机越来越难担起“内燃机救星”的期望 —— 而它最初曾被寄予这样的厚望。

Author / 酷乐汽车

世界上第一台可变压缩比发动机诞生于1919年，由哈里·里卡多爵士研制，目的是测定特定燃料的爆震临界点。

里卡多打造了一台排量为2.0升的大型单缸发动机，其独特之处在于配备了一套可相对于曲轴升降气缸盖的机构。该项目由壳牌公司资助，为我们如今衡量汽油辛烷值的方法奠定了基础。

显然，里卡多的可变压缩比发动机仅适用于实验室环境，不具备实际装车条件。

但在该发动机研发完成后的数年里，众多工程师都在尝试将可变压缩比技术推向实用化。日产在这一技术上投入了20年时间研发自有版本，最终于2016年首次展示，并在2019款英菲尼迪QX（参数丨图片）50上实现量产装车。

可变压缩比技术的潜在优势极为显著。

发动机在高压缩比状态下运行时，燃油效率会更高，但压缩比越高，爆震的风险也会随之增加。所谓爆震，是指空气燃油混合物在被过度压缩后，在火花塞点火前就自行爆炸的现象。

对于涡轮增压发动机而言，这种风险尤为突出。

美国汽车工程师学会（SAE）1964年发表的一篇题为《可变压缩比发动机的研发》的论文，详细介绍了实现可变压缩比的多种技术路径。其中一种方案是采用“活塞套活塞”的结构：内层活塞与连杆固定连接，外层活塞则可在特定范围内自由移动。

另一种方案是使用可变排量的辅助燃烧室，不过对我们而言最具参考价值的，是通过一套机构来改变活塞相对于气缸盖的位置。

日产采用的正是最后这种方案。

日产工程师在2003年发表的一篇SAE论文中，将其称为“多连杆”机构。从结构底部开始，首先是日产所谓的“控制轴”，该轴上装有一根与电动机相连的臂杆。电动机可驱动控制轴在两个位置之间转动，分别对应低压缩比和高压缩比状态。

每个气缸都配有一根类似连杆的部件，其底部与控制轴螺栓连接，这就是日产所说的“控制连杆”。

控制连杆的顶部通过销轴与一个形似平行四边形下半部分的部件相连，日产将该部件称为“下连杆”。下连杆与一个镜像部件共同围绕曲轴螺栓连接，构成完整的平行四边形结构，该结构可围绕曲轴旋转。

平行四边形结构的上半部分，以及与活塞相连的销轴连杆，共同构成了日产所说的“上连杆”。当控制轴转动时，平行四边形结构会随之旋转，进而改变活塞相对于气缸盖的位置，其在高、低压缩比模式切换时，活塞行程也会发生轻微变化。

日产将发动机的压缩比控制在8.0:1至14.0:1之间。

8.0:1的压缩比相对较低，尽管对涡轮增压发动机而言属于常规水平，而14.0:1的压缩比则极高，即便是对自吸发动机来说也不常见。当驾驶员需要最大动力输出时，多连杆机构会切换状态，使发动机以最低压缩比运行。而在低负荷工况下，由于进入发动机的空气和燃油量减少，爆震风险降低，机构会再次切换至高压缩比模式。

这套VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机目前有两个版本：一个是1.5升三缸机型，搭载于奇骏和逍客上，另一个是2.0升四缸机型，装配在多款英菲尼迪车型、此前的天籁轿车（今年起已停产该配置）以及新款楼兰上。

尽管VC-Turbo发动机最初获得了大量正面关注，其技术成就也确实值得肯定，但情况很快急转直下。

《Car and Driver》杂志2018年11月的一篇报道指出，新款英菲尼迪QX50的综合油耗相比其搭载V6发动机的前代车型降低了6.5英里/加仑，其中可变压缩比系统的贡献约为2.6英里/加仑。

然而，尽管技术复杂度大幅提升，QX50在《Car and Driver》的75英里/小时高速测试中，综合油耗仅比奥迪Q5高1英里/加仑（分别为27英里/加仑和26英里/加仑），且远低于宝马X3的31英里/加仑。

其对2022款奇骏的测试也显示，其高速油耗表现相比搭载自然吸气四缸发动机的前代车型令人失望，尽管换装VC-Turbo发动机后，车辆的加速性能有所提升。

天籁VC-Turbo车型在动力性能和燃油经济性方面的表现堪称同级别顶尖，但销量显然不尽如人意，日产最终决定停产该配置车型。然而VC-Turbo发动机面临的问题远不止于此。

2023年12月，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）针对2019-2021款天籁、QX50以及2021-2023款奇骏车型上VC-Turbo发动机的故障报告展开调查。在回应NHTSA的问询时，日产表示故障原因在于轴承失效。

具体而言，四缸机型中出现了下连杆轴承和控制连杆轴承的双重失效问题，而三缸机型则存在曲轴轴承故障。

不过，故障发生率较低。

日产向NHTSA透露，截至2024年2月14日，在此次调查覆盖的454840辆车辆中，仅收到889起关于更换全新短缸体的保修或维修申请。日产还指出，轴承并非突然失效，而是“故障会随时间逐渐发展，且会通过多种可听、可见的方式向驾驶员发出警示，包括异常噪音、运行抖动、故障指示灯点亮，以及仪表盘显示警告信息等，具体警示方式取决于故障发展程度和系统设计逻辑”。

日产报告称，四缸机型动力中断的发生率不超过总产量的0.39%，三缸机型则为0.15%。此外，日产表示，自该系列发动机投产以来，公司已对生产工艺进行了改进，故障发生率已有所下降，且目前尚未发现因这类故障导致的交通事故。

当然，轴承失效并非这类发动机独有的问题。

但对日产而言，雪上加霜的是，除了VC-Turbo发动机的性能表现未达预期，其故障根源恰恰指向了使其具备独特性的核心部件组。如果故障原因是活塞环这类常规部件，情况或许还会好一些。

归根结底，可变压缩比系统的结构极为复杂，仅运动部件就数量繁多，这意味着更多的轴承，以及更多的潜在故障点。可变气门正时与升程技术（VVT-i/VVL等）早已在内燃机中普及，但从硬件角度来看，这类系统的复杂度并不算高。本质上只是通过某种相位调节器（如液压挺柱）来实现凸轮轴的前后偏移，或切换不同的凸轮轮廓而已。

而这一切都发生在日产正面临生存危机的背景下。

根据外媒2024年12月4日的报道，日产首席执行官内田诚将公司的困境归咎于混动车型的缺失，尤其是在北美市场。

不难想象，VC-Turbo发动机的研发耗时数十年，投入的资金必然极为庞大。如果日产能将其中一部分资金用于混动传动系统的进一步研发，或许如今就能与竞争对手一较高下，而非沦落到可能被其他企业兼并的境地。

此外，尽管可变压缩比发动机相比固定压缩比发动机在动力和燃油经济性上均有提升，但其优势与混动技术相比仍相形见绌。

我们以2021款奇骏AWD车型为例，该车型当时同时提供2.5升四缸自然吸气发动机和1.5升三缸VC-Turbo发动机两种选择。从传统发动机换装VC-Turbo发动机后，车辆的动力性能有所提升，其零百加速时间缩短了0.4秒，综合油耗也从8.11升/百公里提升至7.13升/百公里。

这个提升幅度固然可观，但我们不妨对比一下2021款丰田RAV4的混动版与非混动版。从基础版升级到混动版后，RAV4的零百加速时间缩短了0.7秒，综合油耗更是从8.4升/百公里减至 5.88升/百公里。

更重要的是，从硬件复杂度来看，丰田混动系统实际上更为简单，它仅采用一块结构相对简单的电池、两台电动机、一台设计简洁的内燃机，并且省去了传统的变速箱，此外，该系统技术已相当成熟可靠，这一点与VC-Turbo发动机形成鲜明对比。

如今，日产的未来前景不明，正寻求摆脱当前困境的出路，可变压缩比技术能否继续发展也成了未知数。当下，行业的重心已大量转向混动和纯电汽车。

对于日产而言，这无疑是一种喜忧参半的局面。

将可变压缩比技术推向量产，本身就是一项了不起的工程成就。然而，至少在目前看来，它的优势似乎仍不足以抵消其劣势。在当下的行业环境中，考虑到日产的现状，继续沿着这条技术路线走下去，似乎已不再具备足够的价值。

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