可变压缩比发动机的研究
解析可变压缩比发动机(VCR)以及优劣势
解析可变压缩比发动机（VCR）以及优劣势八月，日产宣布首款拥有可变压缩比技术（VCR - Variable Compression RaTIo）的2.0升量产增压汽油机将被搭载于下一代英菲尼迪QX50。
该车将已于九月的巴黎国际车展正式亮相。
这是自从各大公司于上世纪末开始研究此类技术以来的第一款量产发动机，此举对内燃机发展方向有十分重要的意义。
英菲尼迪Q50该款 2.0升汽油发动机最大功率200kW（升功率数据与现在主流的90-100kW/L左右相近），最大扭矩390Nm，与目前英菲尼迪正在使用的3.5升V6发动机数据相当，所以今后将会取代3.5升自然吸气发动机。
根据日产的数据，相比该3.5升发动机，新的2.0升产品可降低油耗27%（这也同时从一个侧面证明了适度小排量化带来的改善）。
为此立了大功的就是可以在8:1和14:1之间随意变化的VCR技术。
另外，这款发动机还将配备双喷技术（气道喷油+缸内直喷）控制颗粒物排放。
什么是可变压缩比发动机压缩比是自然吸气发动机和增压发动机的最核心区别之一。
为了克服爆震问题，增压发动机需要降低压缩比，而这一举动将会降低发动机的效率。
有了VCR可变压缩比（Variable Compression RaTIo），就可以在低载荷时使用高压缩比提高效率，在高载荷时降低压缩比克服爆震。
其实就像电喷，柴油共轨，可变气门正时等技术一样，给内燃机加入更多的智能控制系统来适应不同的场合，就像正式场合要喝葡萄酒香槟，看欧洲杯喝啤酒，撸串要喝二锅头。
下面这张图对比了在同一进气量和喷油量时不同压缩比带来的影响。
高压缩比（CR）由于受到爆震限制无法达到最大效率（最高发动机输出载荷BMEP）。
而过低的压缩比虽然可以达到局部优化BMEP，但是低压缩比导致BMEP的最大潜力受到局限。
所以最佳压缩比永远是各参数取舍的结果。
可变压缩比发动机的原理
可变压缩比发动机的原理
可变压缩比发动机是一种拥有可变压缩比的汽车发动机。
它可以根据不同的工况要求，在不同的负载和转速下，自动调整压缩比，以优化发动机的燃烧效率和性能。
传统的汽车发动机通常采用固定的压缩比设计，这意味着它们在不同的负载和转速下，无法充分利用燃油的能量，从而导致燃油浪费和排放增加。
而可变压缩比发动机则可以根据工况要求，自动调整压缩比，使燃油在燃烧过程中更加充分地被利用，从而提高燃烧效率和性能。
可变压缩比发动机的工作原理是通过改变活塞运动的上下程，从而改变气缸的容积，进而调整压缩比。
具体来说，当发动机需要高功率输出时，压缩比会降低，以减少燃料的自燃点，从而防止发动机爆震。
而当发动机需要低功率输出时，压缩比会增加，以提高燃油的燃烧效率和热效率，从而降低燃油消耗和排放。
可变压缩比发动机通常采用液压系统或电动机系统来实现压缩比的调节。
液压系统通过液体的压力来调节活塞的运动轨迹，从而改变气缸的容积。
而电动机系统则通过电动机控制活塞的运动，从而实现压缩比的调节。
可变压缩比发动机的优点在于它可以在不同的工况下，自动调节压缩比，以达到最佳的燃烧效率和性能。
这不仅可以提高发动机的经
济性和环保性，还可以提高汽车的驾驶体验和安全性能。
此外，可变压缩比发动机也具有较高的可靠性和耐久性，能够满足汽车制造商对发动机的高质量要求。
可变压缩比发动机是一种创新的汽车发动机技术，它可以在不同的工况下，自动调节压缩比，以达到最佳的燃烧效率和性能。
它的出现不仅可以提高汽车的经济性和环保性，还可以提高汽车的驾驶体验和安全性能，是汽车行业发展的重要方向之一。
可变压缩比技术
Saab可变压缩比技术SVC
• 瑞典的概念产品SVC通过创新且有趣的设计方法完成——使用可 移动气缸盖和缸体
• 在SVC引擎由一个活动的集成缸盖。SVC引擎的本体，可分成上 方的汽缸顶盖与活塞、气门总成为第一部份;而下方栏杆与曲轴箱 则为第二部份。下方的曲轴箱保持固定不动，上方的汽缸与活塞 部份，会以曲轴为中心，藉由液压促动器的推动，偏转些微的角 度，因此汽缸内燃烧室的空间就会改变，燃烧室的体积改变了， 自然压缩比也会跟着改变
• 只在转速的中间阶段才能有效发挥动力
汽车每天工作在路况复杂的城市交通中，让阿特金森/米勒循环发动机的处境非常尴尬， 所以普通汽车不会使用这种技术。
阿金特森循环和米勒循环的应用
• 丰田普锐斯宣称使用了阿特金森发动机，但从实际结构来看，本 质上是米勒循环的方式。这是因为在1993年，马自达重拾米勒循 环发动机，装备量产车上，为避免更多的麻烦，丰田只能说自己 是阿特金森循环了。 • 因为阿特金森/米勒循环发动机这种充分利用能源的特点，故被各 种节油的混合动力车型看中，它们并不在乎低速的“不在状态” 和高速的“不中用”，因为这两个时段有电动机在为车轮提供动 力，发动机的大多时段都是在发电，所以发动机可以在在油耗最 优异的转速运转。用电动机的大扭矩弥补动力的缺陷，互补之后 的动力总成，让混合动力车在动力和经济型上都有着突出的表现。
• SVC引擎的上方汽缸总成部份，是可以绕着曲轴中心而偏转的， 它的斜率可以轻微进行调节（升高达4度），缸体与缸盖间安装楔 型滑块，缸体通过Hydraulic Actuat。「液压促动器，连接在汽 缸头上，利用液压推动旋转，而让汽缸头产生偏转，达到连续改 变压缩比的效果。
• 缸体通过液压执行机构的调节可以沿滑 块的斜面运动，使得燃烧室与活塞顶面 的相对位置发生变化，改变燃烧室的体 积，从而改变压缩比。 • 通过轻微改变燃烧室的体积。当活塞达 上止点时，这样一个微小的调整会引起 压缩比巨大变化，压缩比的比率变化范 围由8:1到14:1。 • SVC的设计比以往任何的可变压缩系统 比都要聪明，它在至为重要的燃烧室部 分，没有额外添加移动部件或任何往复 运动的组件，这使得它的结构简单，坚 固耐用，不会因为增添了其他部件而产 生泄漏。
可变压缩比技术
可变压缩比技术一．压缩比的定义气缸总容积与燃烧室容积的比值，改变发动机压缩比可通过改变气缸的工作容积和燃烧室容积来实现。
二．可变压缩比技术的必要性随着对发动机动力性要求的提高，发动机都在高速大负荷下动力性能号与中、低速中小负荷动力性能及经济性能较差的矛盾却越来越突出。
三．可变压缩比技术具有大优势：1.提高了发动机的热效率，很大程度上改善了发动机的燃油经济性。
2.有利于降低排放。
3.具有良好的燃料适应性。
4.相同输出功率情况下结构可以更紧凑，达到小排量大功率、大扭矩。
5.兼顾部分负荷时的燃油经济性和大负荷是的动力性，改善发动机低速动力性能的同时还避免燃烧过程中的爆地震风险。
四．存在的问题1.VCR发动机一般都结构复杂，通常都需要对发动机进行大幅度改变，加工困难。
2.新增的部件使发动机的摩擦、振动增加，也使发动机的质量增加，这些大质量体的移动会耗费很大一部分能量。
3.适时准确的改变压缩比需要相应的高精度控制设备，匹配困难。
4.密封性的问题，研发成本高。
五．可变压缩比技术的实现方案1.通过改变气缸盖的结构来实现。
2.通过改变缸体结构来实现。
3.通过改变活塞及曲柄连杆机构来实现。
在运动部分采用可变机构可分为（1）活塞上部活动方式（2）采用活塞销偏心衬套方式（3）采用曲柄销偏心衬套方式在静止部分采用可变机构可分为：（1）多连杆方式（2）气缸盖活动方式（3）燃烧室容积可变方式（4）曲轴主轴颈偏心衬套方式六．性能指标压缩比与发动机性能有很大关系，我们都知道汽油发动机在运转时，吸进来的通常是汽油与空气混合而成的混合气，在压缩过程中活塞上行，除了挤压混合气使之体积缩小之外，同时也发生了涡流和紊流两种现象。
当密闭容器中的气体受到压缩时，压力是随着温度的升高而升高。
若发动机的压缩比较高，压缩时所产生的气缸压力与温度相对地提高，混合气中的汽油分子能汽化得更完全，颗粒能更细密，再加上刚才所说的涡流和紊流效果和高压缩比所得到的密封效果，使得在下一刻运动中，当火花塞跳出火花时就能使得这混合气在瞬间内完成燃烧的动作，释放出最大的爆发能量，来成为发动机的动力输出。
法国MCE-5连续可变压缩比发动机的惊人参数,强大的功率扭矩,超低的油耗。
Key resultsOne of the automobile industry’s main priorities is to reduce engine cubic capacity (downsizing) and mean operating speed (downspeeding) in order to reduce vehicle fuel consumption levels. This is also the primary objective of M CE-5 VCRi technology. To do this, it is necessary to reach the highest possible specific torque and power with the shortest possible turbo-lag, and the lowest possible specific consumption at high loads.With exceptional specific torque and power of 320 Nm/L and 120 kW/L, M CE-5 VCRi surpasses all the existing fixed compression ratio engines, and with 60 to 70% more torque than will have future fixed compression ratio turbo GDI enginesplanned for the next decade (40 bar of BMEP vs. 25). The 120kW/L of specific power delivered by the twin turbo MCE-5 VCRi GDI is 20% higher than that of the best existing turbo GDI engines.These excellent specific performances are reached thanks to M CE-5 VCRi’s wide range, reduced friction and high load capacity MCE-5 transmission mechanism.These performances reflect the exceptional ability of M CE-5VCRi to downsize and downspeed car engines, resulting in a significant decrease in fuel consumption and associated CO 2emissions.DOWNSIZING - DOWNSPEEDING:The 1.5L MCE-5 VCRi prototypes deliver the torque of a naturally-aspirated 4.8L engine and the power of a 3.2L V6 engineThere is no hard downsizing without high supercharging. MCE-5VCRi’s supercharging with two turbocompressors contributes to its efficiency, with both excellent isentropic efficiency and excellent responsiveness to reach 80% of torque in under2seconds at 1500 rpm.Supercharging efficiency is one of the keys to the success of this type of engine, with good exhaust temperature control, high efficiency at high loads and supercharging pressures in the order of 4 bar of absolute pressure.HIGH EFFICIENCY SUPERCHARGING:Particular attention was paid to the development of the two-stage supercharging of the MCE-5 VCRi.It comprises a low-pressure stage, a high-pressure stageand two air-water coolers positionedafter each compressor (intercooler, aftercooler)M CE-5 VCRi makes it possible to optimize the compression ratio according to speed and load, resulting in increased thermodynamic efficiency and significantly improved combustion stability.On the compression ratio map, we can distinguish high-load points for which the main objective is maximum torque and the most used, low-load points, for which the aim is to maximize efficiency.COMPRESSION RATIO OPTIMIZATION:On a Peugeot 407 type vehicle, the most basic MCE-5 VCRi MPFI reduces fuel consumption by 31%. The most sophisticated versionof the MCE-5 VCRi planned for the near future could bring this reduction down to 45% while providing 16% more power and 62% more torqueMCE-5 VCRi also procures many other advantages that result in even greater fuel efficiency, more comfort and driving pleasure and reduced vehicle costs:Remarkable combustion stability:M CE-5 VCRi combustion stability is exceptionally high. Its coefficient of variation always remains under 3% (combustion speed dispersion), which makes it possible to reduce its idle speed to 550 rpm.With a high compression ratio and a limited FM EP (Friction M ean Effective Pressure) of roughly 0.55 bar, the hourly fuel consumption of an idling MCE-5 VCRi is lower than 300g of fuel. This opens up many possibilities and, in particular, that of not having to use Stop & Start, which avoids stopping the heating or air conditioning in the passenger compartment and also avoids cooling the catalyst.At high torque, M CE-5 VCRi’s combustion stability leads to improved vehicle NVH behavior, with increased driving pleasure.During the catalyst light-off phases (strategies to rapidly increase catalyst temperature), it’s possible to obtain more exhaust enthalpy from the M CE-5 VCRi at the same level of stability.It is therefore possible to either reduce the quantity of pollutants emitted in the certification driving cycle or to reduce the cost of the catalyst.NVH & AFTER-TREATMENT:More effective after-treatment strategies:During the catalyst’s temperature increase phase (light-off), it’s possible to obtain more exhaust enthalpy with the same level of combustion stability.This higher exhaust gas temperature can be obtained while producing less HC and CO. It is thereby possible to reduce the quantity of pollutants emitted in the certification driving cycle, and possibly to reduce the cost of the catalyst.With regard to pollutant emissions during the engine’s most highly loaded phases (full torque), it’s possible to benefit from better-positioned ignition advance by setting the compression ratio at the correct value. This leads to improved thermodynamic efficiency and cooler exhaust gases. It’s then possible to limit or even eliminate the enrichment of the air-fuel mixture and to avoid high pollutant emissions and high fuel consumption at full power. VCR is also an interesting strategy to increase the external cooled EGR rate, since combustion stability is the main factor that limits the use of external EGR. By increasing the accessible level of EGR, it’s possible to substantially decrease fuel consumption at high powers (20% and more for loaded cycle).VCR + GDI + two-stage turbocharging with air-water cooling + cooled EGR should lead to “always lambda 1” engines throughout the whole range of use.For Gasoline Direct Injection, VCR adjusts the distance between the injector and the piston. At high loads, it’s therefore possible to avoid wetting the piston, while at low loads, the piston bowl near the injector better confines the fuel spray and avoids wetting the cylinder walls. Particulate and soot emissions are thereby reduced by a factor of 4 to 5.。
可变压缩比技术
可变压缩比技术摘要：解决动力性燃油经济性及排放性能之间的矛盾一直是发动机技术研究的重点，而可变压缩技术是解决这一矛盾的技术之一。
主要介绍发动机可变压缩比技术的概念、研发进展、实现方案、优点及存在的问题，对其未来的发展做了展望并提出了一些建议。
关键词：发动机；可变压缩比；VCR；性能严峻的能源形势和日益严格的排放法规使传统发动机，尤其是传统的车用发动机面临着严的生存挑战。
一直以来，既有良好的动力性能又有良好的燃油经济性和排放性能是发动机所追求的目标，然而这些性能在一般的发动机上又没法同时获得。
为了解决这个矛盾，一些新术如可变技术应运而生，其中像可变气门正时、可变气门行程、可变进气歧管、可变喷油及可变增压等技术都为人熟知并已在许多车型上使用。
可变压缩比技术也是其中很有潜力的一种，能够很好地改善发动机热效率、燃油经济性和排放性能，但由于种种原因发展相对滞后。
1概念可变技术是内燃机相关系统的结构或参数随着使用要求和工况的变化而变化，使内燃机在各种工况下都达到理想的工作效果，综合性能指标得到大幅提高，并能够避免不正常燃烧及超负荷工作等发生的一种技术。
我们知道，发动机从设计制造好之后，其很多参数如配气相位、压缩比等就是固定不变的，这些参数只是综合各种工况下最好状态后的折中，这使发动机不能完全发挥其性能。
发动机研究者们一直致力于提高发动机的各种性能，如果将一个个不可变的结构及参数变成可随相应工况和需要灵活可变的，则能在很大程上改善发动机的综合性能。
可变技术就是基于这种想法而出现的，其在解决较大转速和负荷范围内的动力性与经济性及排放性的矛盾显示出独特的优势。
压缩比是气缸总容积与燃烧室容积的比值，其表示活塞由下止点运动到上止点时气缸内气体被压缩的程度，是衡量发动机性能的重要参数，是影响发动机效率最重要的因素之一。
一般来说，压缩比越高，发动机的性能就越好。
对于传统的发动机，一经设计好其压缩比是固定不变的，因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数。
日产可变压缩比发动机
日产可变压缩比发动机可变压缩比的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。
在增压发动机中，为了防止爆震，其压缩比低于自然吸气式发动机。
在增压压力低时热效率降低，使燃油经济性下降。
尽管世界新能源汽车、新动力汽车在加速研发，但是迄今仍占主流地位的汽油机或柴油机还在不断改进其结构与性能。
例如2005年2月，日产汽车公司发表可变压缩比发动机：本田汽车公司在同年7月也发表了通用型发动机，采用阿金逊（ATKINSON）循环的结构。
不论哪一种都是在原来的固定的曲柄连杆机构中引入可变功能，以提高发动机热效率。
迄今研究开发的可变压缩比机构的特点与存在的问题可变压缩比的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。
在增压发动机中，为了防止爆震，其压缩比低于自然吸气式发动机。
在增压压力低时热效率降低，使燃油经济性下降。
特别在涡轮增压发动机中由于增压度上升缓慢，在低压缩比条件下，扭矩上升也很缓慢，形成所谓的增压滞后现象。
也就是说。
发动机在低速时，增压作用滞后，要等到发动机加速至一定转速后增压系统才起到作用。
为了解决这个问题，可变压缩比是重要方法。
就是说，在增压压力低的低负荷工况使压缩比提高到与自然吸气式发动机压缩比相同或超过：另一方面，在高增压的高负荷工况下适当降低压缩比。
换言之，随着负荷的变化连续调节压缩比，以便能够从低负荷到高负荷的整个工况范围内有效提高热效率。
采用这样原理的可变压缩比是简单的，然而实际情况却难以实现，这是由于往复式 发动机的曲柄连杆机构不仅是把活塞的往复运动转换为圆周运动，也是发生强大作 用力的主要机构。
实现可变压缩比的机构有多种方案。
（图2）其大致上可分为在运动部分采用可变机 构和在静止部分采用可变机构两种。
在运动部分采用可变机构中可分为（a ）活塞上部活动方式；（b ）采用活塞销偏心衬 套方式：（c ）采用曲柄销偏心衬套方式。
活塞上部活动方式是指改变活塞销与活塞顶 面的距离；而活塞销偏心衬套方式与曲柄销偏心衬套方式，其本质上是通过改变连 杆的长度以调节压缩比。
发动机的可变压缩比技术与工作原理
发动机的可变压缩比技术与工作原理在汽车行业中，发动机起着至关重要的作用。
发动机的性能直接影响着车辆的动力、经济性和环保性能。
而可变压缩比技术则是一项关键的发动机技术，可以提高发动机的燃烧效率和适应性，进一步提升汽车的性能和效能。
本文将介绍发动机的可变压缩比技术及其工作原理。
一、可变压缩比技术简介可变压缩比技术是指发动机通过调整缸内气体的压缩比来提高燃烧效率和适应性的一种技术。
传统发动机的压缩比是固定的，而可变压缩比技术则允许发动机在不同工况下调整压缩比以获得更好的性能和燃油经济性。
二、可变压缩比技术的工作原理可变压缩比技术的实现主要通过两种方法：可变容积比和可变压缩冷却。
1. 可变容积比可变容积比是指通过调整发动机活塞的运动，改变缸容积以实现可变的压缩比。
一种常见的实现方式是通过改变活塞或活塞连杆的长度，使得在运动过程中变化活塞的运动曲线，从而改变气缸的容积。
通过调整活塞的位置，可以实现不同的压缩比，以适应不同负载和工况下的燃烧需求。
2. 可变压缩冷却可变压缩冷却是通过调整发动机冷却系统的工作状态，控制冷却水的流动来实现。
当冷却系统处于高温状态时，可以增加压缩比以提高热效率；而在低温状态下，可以降低压缩比以提高启动性和防止爆震。
通过调整冷却系统，可以实现发动机压缩比的调整，以适应不同工况下的发动机性能需求。
三、可变压缩比技术的优势1. 提高燃烧效率：通过调整压缩比，可以提高燃烧效率，使燃料更充分地燃烧，减少废气排放和热损失，从而提高发动机的效率。
2. 适应不同工况：发动机在不同工况下的燃烧需求是不同的，通过可变压缩比技术，可以根据负载和工况要求来调整发动机的性能，提高适应性。
3. 提高燃油经济性：通过增加压缩比，可以提高发动机的热效率，减少燃料消耗，提高燃油经济性，降低油耗和排放。
四、可变压缩比技术的应用可变压缩比技术目前已经应用于某些高性能发动机和混合动力系统中。
许多汽车制造商研发并应用了可变压缩比技术，以提高汽车的性能和经济性。
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可变压缩比发动机的研究摘要:可变压缩比(VCR)对汽车的节能减排有重要作用，是改善汽车动力性、经济性及排放性能的重要技术之一。
本文从理论上分析了可变压缩比在汽车上应用的必要性，介绍了可变压缩比技术的意义、国内外研究现状及存在的问题，系统地总结了可变压缩比的实施方案。
关键词:发动机；可变压缩比(VCR)；节能减排Study of Variable Compression RatioEngineRui Xu(School of Automotive and Traffic Engineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang,212013)Abstract:The variable compression ratio ( VCR ) is an important partof the energy saving and emission reduction in automobile，and it is one of the most important technology to improve the dynamic performance，economic performance and emission performance of automobile.This paper analyzes the necessity of the application of variable compression ratio in automobile． And it introduces the meaning of variable compression ratio ，the status of domestic and international research ，and existing problems.This paper systematically summarizes the implementation of the program of the variable compression ratio．Key Words:Engine;Variable Compression Ratio(VCR); Energy Saving and Emission Reduction引言严峻的能源形势和日益严格的排放法规使传统发动机，尤其是传统的车用发动机面临着严峻的生存挑战。
一直以来，既有良好的动力性能又有良好的燃油经济性和排放性能是发动机所追求的目标，然而这些性能在一般的发动机上又没法同时获得。
为了解决这个矛盾，一些新技术如可变技术应运而生，其中像可变气门正时、可变气门行程、可变进气歧管、可变喷油及可变增压等技术都为人熟知并已在许多车型上使用。
可变压缩比技术也是其中很有潜力的一种，能够很好地改善发动机热效率、燃油经济性和排放性能，但由于种种原因发展相对滞后。
１、概念1.1压缩比定义内燃机气缸总容积与燃烧室容积的比值，是内燃机的重要结构参数（见图）。
活塞处于下止点时气缸有最大容积，用Va表示；活塞处于上止点时气缸内的容积称为燃烧室容积，用Vc表示。
内燃机的压缩比ε为ε=Va/Vcε为几何压缩比，它表示活塞从下止点移动到上止点时气缸内气体被压缩的程度。
活塞位于下止点时进气门或进、排气口尚未关闭，故有时须用有效压缩比ε0的概念。
ε0指内燃机进、排气门(口)开始全部关闭瞬时的气缸容积与气缸压缩容积之比。
凡未经特别指明的压缩比均指几何压缩比。
压缩比对内燃机性能有多方面的影响。
压缩比越高，热效率越高，但随压缩比的增高，热效率增长幅度越来越小。
压缩比增高使压缩压力、最高燃烧压力均升高，故使内燃机机械效率下降。
汽油机压缩比过高容易产生爆震。
柴油机压缩比过低会使压缩终点温度变低，影响冷起动性能。
压缩比能使内燃机排气中有害成分（如NOX、烃类、CO 等）的含量发生变化。
现代柴油机的压缩比一般在12～22之间，但超高增压柴油机的压缩比可低至8。
几年以前，汽油发动机的压缩为6～10，但如今普遍都在9~12之间。
1.2可变压缩比（VCR）VCR（Variable Compression Ratio ）即发动机压缩比可变技术，是发动机可变技术中的一种。
所谓可变技术(Variable Technology)是指随着使用工况及要求的变化，或者为了解决矛盾及避免内燃机不正常工作现象的出现，使相关系统的结构或参数作相应的变化，从而使内燃机在各种工况下，综合性能指标能大幅度地提高，而且避免不正常燃烧及超负荷现象产生的一种技术。
可变压缩比技术可以有效的改善发动机性能，效率，以及降低发动机排放。
在燃烧初期更高的缸内压力和温度以及采用更高的压缩比带来的更小废气含量有助于获得更高的火焰传播速度，因此，着火延迟期变得更短。
换句话说就是在部分负荷采用更高的压缩比，使燃烧持续时间更短，热效率增加，明显的改善发动机燃油经济性。
Lund 技术学院在利用可变压缩比对HCCI燃烧的影响研究中发现，压缩比对燃烧效率的影响很大，当采用更高的压缩比时发动机热效率增加。
下面图1为压缩比对于发动机效率的影响。
图 1 压缩比对于热效率的影响根据热力学原理知道，可燃混合气（油气混合气）循环热效率与标准空气循环一样随压缩比增加而增加，图 2 表示的是理论燃油百分比（燃油/空气混合强度）在不同压缩比下对于热效率的影响。
２、国内外可变压缩比的研究关于可变压缩比技术的研究起步较早，最早主要是在压燃式发动机方面研究。
英国内燃机研究所（BICERI）于1952年就开始了可变压缩比活塞的研究，后来其将高压涡轮增压技术推广到了中速压燃式发动机上，获得了很高的动力性又不使气缸压力超过限度。
美国大陆公司于1961年开始研究的用于坦克动力的AVCR1360-2可变压缩比柴油机，压缩比可高达9： 1～16： 1。
其突出特点是, 为了克服过高的热负荷和机械负荷, 达到尽可能高的强化程度以及改善起动性能和低速工作性能等采用了变压缩比活塞。
我国西安交大的王志达先生于20世纪70年代末研制成可变压缩比摆盘柴油机，这种柴油机将摆盘设计成可以沿轴向移动的结构，通过控制摆盘的轴向位置来改变活塞的上下止点位置，使摆盘柴油机的压缩比成为可变的和可以调节控制的。
其结构紧凑，质量轻，不仅像低压缩比柴油机那样能实现高增压, 而且在起动性能和低负荷性能方面也表现优越。
前苏联在20世纪80年代就由拖拉机研究所车拉宾斯克分所做了可变压缩比柴油机的试验研究，其达到了在相同的增压条件下提高功率，提高部分负荷的经济性,并降低发动机零部件热应力和机械应力的目的。
近数十年来，随着日益严峻的能源问题和越来越严格的排放限制，可变压缩比技术的研究在点燃式发动机上进展迅速，出现了很多相关的新技术和专利，几种优秀的可变压缩比发动机也已经问世，如瑞典绅宝（SAAB）汽车公司于2000年开发的1.6 L可变压缩比发动机SVC，压缩比可在8： 1～14： 1 之间变化，其最大功率为168 kW，达到了3.0 LV6发动机的水平，最大扭矩为305 N·m，CO，HC排放值平均可降低30%，百公里耗油为8.3 L，性能很好。
法国的MCE-5 Development公司开发的MCE-5可变压缩比发动机，压缩比可以从7： 1～20： 1无级地变化，压缩比控制的过程非常快，是一种一体化的发动机组,综合了功率传输和压缩比控制功能，采用了长寿命的齿轮和滚珠轴承系统导向的活塞，燃烧热效率可以提高20%，燃油消耗可降低30%。
德国的FEV公司研发的1.8 L可变压缩比汽油机，压缩比可在8： 1～16： 1之间进行调节，其扭矩达300 N·m，功率达165 kW，升功率超过90 kW/L，且相对于固定压缩比的原型车油耗降低了7.8%，也满足欧Ⅳ排放要求。
日本的日产公司于2005年研制的VCR发动机，压缩比可在8： 1～14： 1之间变化，在100 km/h定速行驶时，其燃油消耗可降低13%，且在高压缩比时燃烧性能良好，即使在大量废气再循环的工况下燃烧性能仍然稳定。
我国对可变压缩比技术的研究起步较早，但由于种种原因尚没有理想的产品问世，国内对VCR发动机的研究基本还处在理论研究阶段。
很多相关的专利技术如四川王季高工的《内燃机智能燃烧室》、广东陈晨的《自适应可变压缩比发动机》、贵州罗兴祥的《充气式可变压缩比发动机》等都是我国在这领域的研究成就。
尤其值得一提的是王季先生于2002年提出并获得专利的内燃机智能燃烧室技术，其扩大和提高了可变压缩比的作用，获得了很好的应用效果。
3 、可变压缩比的优点可变压缩比对于汽油机来说最大的好处在于燃油经济性，由于 VCR 发动机的几何容积率可以控制，因此，保证了发动机不论是在什么工况下总是在爆震限制条件之下工作，在发动机压缩比与点火提前角之间进行折中，保证发动机获得最佳指示热效率。
除此以外还具有以下几个方面的优点：（1）提高了发动机热效率，改善了发动机燃油经济性。
（2）具有良好的燃料适应性。
可变压缩比使得汽油机在所用燃料种类方面非常机动灵活，因为可变压缩比汽油机总是以最适合于所选用的燃料的压缩比工作。
如果可变压缩比汽油机采用其辛烷值超过汽油的燃料工作，那么上述优点就会变得更大。
（3）有利于减低排放为了使催化转化过程能够顺利的进行，三效催化转化器必须达到400℃左右的工作温度。
而发动机在启动阶段由于排温不能达到要求，而该阶段的排放所占比重有比较大，所以采用可变压缩比技术，与推迟点火一样能够降低热效率，提高排气温度，迅速的加热三小翠华转化器温度，明显的降低冷启动和暖机过程的排放。
（4）提高发动机运行稳定性。
（5）改善了汽油机低速扭矩同时还避免了燃烧过程的爆震风险。
（6）相同输出功率情况下可以将发动机做的更小。
（7）因为相对固定的峰值压力从而降低了低频噪声，以及获得基本固定的摩擦损失。
４、结论(1)VCR 技术可以大大改善发动机的动力性、燃油经济性和排放性，能够适应发动机新的要求。
(2)目前主要是通过改变活塞顶、气缸和气缸盖的结构，从而改变燃烧室的容积和工作容积，来实现可变压缩比。
(3)VCR 发动机一般都结构复杂、振动摩擦增加且对控制设备要求高，使量产化进展缓慢。
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