[汽車之家 技術(shù)]  我從小就對那些行為異于常人的人感興趣，無論男人還是女人，由于某些原因，他們博大精深、超凡脫俗，以至于處于普通人難以理解的范圍之外，但世界上很多影響深遠的發(fā)明都是由這些人創(chuàng)造。我記得美國著名的作家馬爾科姆·格拉德威爾（Malcolm Gladwell）曾經(jīng)寫過一本《utliers》，這本書就是專門描述怪才的作品，比如為什么比爾蓋茨和史蒂夫喬布斯都是在1955年出生，為什么英超的頂級球星都是9-11月出生等等。在汽車圈同樣有不為人知的怪才故事，這期冷科技番外篇，我們就跟隨茂木克也先生（日產(chǎn)高級工程師，日產(chǎn)可變壓縮比發(fā)動機之父）走進20年，看看可變壓縮比的前世今生……

◆由戰(zhàn)爭催化出的“新”技術(shù)

　　有人說戰(zhàn)爭是魔鬼，但不可否認，戰(zhàn)爭也是科技的催化劑，大量科技技術(shù)的誕生和應(yīng)用都和戰(zhàn)爭相關(guān)，除了武器，最明顯的就是飛機和戰(zhàn)車。

　　隨著戰(zhàn)線推進，德國的閃電戰(zhàn)顯露出彪悍的一面，但同時也暴露了很多缺陷，比如不同國家燃油標號不同，經(jīng)常造成發(fā)動機爆震等故障。因此，研發(fā)出一款能適合不同油品的發(fā)動機成為了前線戰(zhàn)士們最大的需求，如何適應(yīng)不同燃油呢？改變壓縮比就可以，這也拉開了可變壓縮比發(fā)動機研發(fā)的大幕。

　　當然，事實證明，可變壓縮比雖然在二戰(zhàn)時就已經(jīng)提出，但往后的50多年都幾乎沒有起色，其中比較有代表性的是薩博，在上世紀80年代末，薩博開始研發(fā)可變壓縮比技術(shù)，并在1990年取得相關(guān)的專利。薩博把其研發(fā)的可變壓縮比技術(shù)稱之為“Saab Variable Compression”，簡稱“SVC”。

　　雪鐵龍也展示過自己的可變壓縮比技術(shù)，在2009年的日內(nèi)瓦車展上。雪鐵龍推出過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(shù)，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。

　　當然，這些技術(shù)都存在于專利和試驗階段，德國大眾也曾經(jīng)利用燃燒室容積可變方式進行壓縮比可變的研究，其存在的問題是，在低壓縮比時燃燒室形狀不能適應(yīng)容積可變方式。由此可見可變壓縮技術(shù)的壁壘之高，設(shè)計、材料、小型化等都制約了它的發(fā)展。

◆怪人青山

　　可變壓縮比一直在歐洲發(fā)展的如火如荼，作為世界上頂尖的技術(shù)國度，日本似乎在這場技術(shù)競賽中有些默默無聞，其實不然。20年前，日產(chǎn)其實已經(jīng)開始著手對可變壓縮比技術(shù)進行研究，這其中的關(guān)鍵人物就包括茂木克也和青山俊一。

　　當時，日產(chǎn)為了對技術(shù)進行突破，對發(fā)動機技術(shù)進行了預(yù)估，當時對于發(fā)展哪個技術(shù)方向日產(chǎn)進行了很多研究，可變壓縮比技術(shù)其實是非常悲觀的，大家都認為這項技術(shù)難度太高，只有時任日產(chǎn)綜合研究所主任研究員青山俊一和參與開發(fā)了日產(chǎn)可變氣門升程技術(shù)（VVEL）的茂木克也對這項技術(shù)比較積極，因為誰也不敢保證開發(fā)這項技術(shù)需要多久，也不能保證開發(fā)完是成功還是失敗，因此大家的壓力都很大。不過最終青山俊一還是確定了可變壓縮比發(fā)動機的研發(fā)方向，得到了大boss首肯后，茂木便開始對這項技術(shù)著手研究。

　　理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感，最初的熱情在剛開始就遇到了難題——可變壓縮機構(gòu)的選擇。當時對于可變壓縮比機構(gòu)沒有太多的動作原理，甚至是選擇在運動要素中加入可變機構(gòu)還是在靜止機構(gòu)中加入可變機構(gòu)都還確認。

　　這時一個契機的出現(xiàn)給了茂木克也靈感，當時，三菱在日本市場展出了一個汽車平衡軸的零部件，這個零件具有極低的摩擦系數(shù)，同時機構(gòu)的結(jié)構(gòu)對茂木克也產(chǎn)生了極大地啟發(fā)，當時茂木可也就考慮是否能將平衡軸進行改變，采用在靜止機構(gòu)中加入可變機構(gòu)的形式，實現(xiàn)可變壓縮比。

　　從這樣一個想法開始，茂木進行了2年的前期研究（1998-2000）實際上，僅僅是基本概念的探討和機構(gòu)研發(fā)就有很多人進行質(zhì)疑和挑戰(zhàn)，比如機構(gòu)太大，摩擦太高，振動以及耐久性太難實現(xiàn)等，很多人都在勸茂木放棄這個開發(fā)，面對質(zhì)疑大boss青山俊一再次登場了。

　　當時青山俊一是茂木的領(lǐng)導(dǎo)，用茂木克也的話來說，“Boss是個性格非常古怪的人！”作為自己的領(lǐng)導(dǎo)，青山俊一非常欣賞茂木克也的才能，同時也非常支持可變壓縮比的研究，用現(xiàn)在的話來說，青山俊一是那種典型的擁有成功者特質(zhì)的人士，他們內(nèi)心會有一些與生俱來的東西，能夠心甘情愿地堅持自己的主張，并對此鍥而不舍，同時絕不會輕易放棄自己認為做得正確的事情。青山俊一曾對茂木克也這樣表示：“我們研發(fā)的東西就是重磅的，能拿得出手的，讓常人覺得不可思議的，不然就不要再討論這個事情了。”對于一般的車企來說，對一個縹緲的，靈機一閃想出的理念進行研究開發(fā)，幾乎是不可能的，不是所有車企老板都有魄力把資源傾注在靈光乍現(xiàn)的理念上，對于日產(chǎn)，或者說對于青山俊一，顯然不走尋常路，他們不喜歡平凡的東西，只對不同尋常的東西感興趣。

　　在青山俊一的支持下，茂木克也邁出了艱難的第一步，雖然啟動了這個研發(fā)，剛開始還是非常不順利，剛開始難題很多，但即便如此，青山俊一還是一直保證著開發(fā)預(yù)算。其實在茂木克也看來，可變壓縮比的開發(fā)更多的是對思維的考驗，開發(fā)并是不去尋找一個方案，而是要從原點進行思考，我們應(yīng)該做成一個什么樣的正確方案，這個是比較重要的。

　　現(xiàn)在來看，正因為有這樣一個奇怪的天才，才有了20年的研發(fā)，才有了現(xiàn)在真正量產(chǎn)的可變壓縮比發(fā)動機，現(xiàn)在已經(jīng)70多歲的青山俊一早已經(jīng)退休，但茂木每次說起這位曾經(jīng)的大boss時，還是流露出滿臉的笑意……（另外多說一句，日產(chǎn)可變氣門升程最早提出開發(fā)的人也是青山俊一先生。）　　

◆令人絕望的第二研發(fā)階段和半路放棄的茂木

　　茂木克也對這項技術(shù)進行了20年研發(fā)，可以概括為4個階段。1998-2002年的第一階段主要是前期預(yù)研同時對結(jié)構(gòu)進行研究；2002-2008年是第二階段，這段時間主要是制造工藝和技術(shù)方面的提升；第三階段是2008-2012年，主要完善小型化并對量產(chǎn)進行考量，最后2012到2018年是偏差控制和量產(chǎn)的最后階段。

　　這四個階段，第二個階段給茂木留下了深刻印象。首先，可變壓縮比發(fā)動機跟渦輪增壓是十分搭配的，因為渦輪增壓發(fā)動機的進氣量變化范圍十分大，如果壓縮比可以根據(jù)渦輪啟動前和啟動后進行調(diào)整變化，那么對動力和油耗可以進行更全面的壓榨和提升，因此茂木克也在研發(fā)時確定的是渦輪增壓發(fā)動機搭配可變壓縮比技術(shù)，但在第二階段的樣機研究中發(fā)現(xiàn)，渦輪增壓發(fā)動機有個很嚴重的問題，排放無法有效解決。在2006年的時候，渦輪增壓發(fā)動機的排放是很難控制，由于渦輪增壓器的阻擋，三元催化器升溫速度會變慢，這在當時十分頭痛，就是因為這個問題，茂木甚至一度被攻擊，壓迫，每天只有茂木和自己的老板青山先生一直在研發(fā)可變壓縮比技術(shù)。

　　在2006年底，缸內(nèi)直噴出現(xiàn)了，茂木克也剛開始也很興奮，有了缸內(nèi)直噴，燃燒會更充分，排放自然可以進一步降低，但注意這個時間節(jié)點，2006年其實茂木克也已經(jīng)完成了可變壓縮比發(fā)動機的預(yù)研，當時采用了歧管噴射的方式，而在2006年底出現(xiàn)的缸內(nèi)直噴猶如一把雙刃劍，對機體結(jié)構(gòu)提出了挑戰(zhàn)，這又讓茂木克也頭痛了，當然最終茂木解決了這個問題，采用了雙噴射的方式，但當時確實讓茂木先生十分沮喪。

　　言歸正傳，直到缸內(nèi)直噴出現(xiàn)，茂木克也才解決了排放問題。而在這4年時間里，公司甚至制止了茂木克也對這項技術(shù)的開發(fā)，當時研發(fā)已經(jīng)到了完全走不下去的階段，公司認為這項技術(shù)根本無法繼續(xù)開發(fā)，便把茂木調(diào)到了傳統(tǒng)發(fā)動機開發(fā)部門，作為可變壓縮比發(fā)動機的研發(fā)工程師，傳統(tǒng)發(fā)動機的研發(fā)顯然對于茂木來說是輕車熟路，茂木克也在傳統(tǒng)發(fā)動機部門如魚得水，發(fā)展的十分順利，但在這時，曾經(jīng)的上司青山俊一再一次找了上來，青山俊一對茂木說“如果你再不回來，可變壓縮比這個項目就徹底被取消了�！倍�當時日產(chǎn)上層的議員則對茂木進行另一方面的勸說，讓其放棄可變壓縮比發(fā)動機的研究，留在傳統(tǒng)部門，一定會出人頭地。面對曾經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)的請求，茂木也想起了曾經(jīng)在可變壓縮比項目上的心血，于是放棄了傳統(tǒng)發(fā)動機部門優(yōu)厚的待遇，毅然回到了可變壓縮比項目。

　　實際上，在最痛苦的第二階段，茂木也想過要放棄，但當時自己已經(jīng)選擇了一條道路，就是咬著牙也要堅持下去，現(xiàn)在來看，如果選擇了留在傳統(tǒng)發(fā)動機部門，對于茂木克也的人生，或許就是另外一條道路，這也是茂木克也在人生道路上的最重要的一次轉(zhuǎn)折。

◆出人意料的成功奠定了研發(fā)的決心

　　從第二階段完成缸內(nèi)直噴技術(shù)的加入，后續(xù)階段開始速度加快。雖然還是會有各種問題，但總體而言都能進行解決。

　　當時性能上得到日產(chǎn)工程師的一致好評，大家都十分驚訝可變壓縮比發(fā)動機竟然真的出現(xiàn)在自己的眼前，尤其是這臺發(fā)動機的性能十分出色，當大家都興高采烈的時候，茂木對這首臺車卻不滿意，這與其最初研發(fā)的預(yù)期效果還有很大差距。當然，差距并不是性能方面，而是跟理論研究方面。雖然茂木克也認為早期的開發(fā)還沒達到預(yù)期，不過卻給日產(chǎn)吃下了一顆定心丸，日產(chǎn)正式認可了可變壓縮比發(fā)動機，并將其作為公司的一項重要的技術(shù)儲備。

　　不過，面對量產(chǎn)還是有很多難題，首先就是工廠的生產(chǎn)問題。日產(chǎn)的工廠（橫濱工廠）從來沒進行過此類發(fā)動機生產(chǎn)，因此橫濱工廠為了匹配這臺發(fā)動機的生產(chǎn)，進行了很多努力。對于傳統(tǒng)發(fā)動機來說，增加一個零部件或許對于生產(chǎn)線的改動并不多，對于工廠管理和工人的工時也不會有太多影響，但對于可變壓縮比發(fā)動機，雖然只增加了一個連桿機構(gòu)，但需要對整個生產(chǎn)線進行調(diào)整，對整個管理模式進行調(diào)整，這里沒有先例，沒有經(jīng)驗，全靠橫濱工廠進行摸索，除此之外，這臺發(fā)動機所有零部件都由日本制造，這也是日產(chǎn)自己十分自豪的。

◆寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來

　　20年，200多億美元。茂木克也用時間證明了一個工程人員對工作的兢兢業(yè)業(yè)，對研發(fā)的鍥而不舍。

　　編輯點評：我是在長沙一間小小的茶社完成了這次簡短的對話，對話完我久久不能平復(fù)心中的激動，作為曾經(jīng)汽車專業(yè)的學(xué)生，我了解各個車企的名人，但那些大都是書本上的人物，今天這樣一個默默無聞的前輩突然站在我的面前，我除了尊敬，其他任何語言都顯得蒼白，有人說偉大的人都耐得住寂寞，沒錯，對于真正的匠人來說，流言蜚語只能讓其更強大，當我們在嘲笑他們的時候，其實他們已經(jīng)開啟了下一段旅途。（圖/文 汽車之家 冷曉陽）

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