Степень сжатия — это одна из важнейших характеристик силового агрегата. Определяется отношением объема надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в нижней мертвой точке (полный объём цилиндра) к объему надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мертвой точке (объем камеры сгорания). Повышая степень сжатия, можно создать оптимальные условия для воспламенения и сгорания топливовоздушной смеси, что позволяет увеличить эффективность использования энергии. Следует отметить, что работа силового агрегата на разном топливе и разных режимах предполагает разную величину степени сжатия. Эти свойства используются системой изменения степени сжатия.

Разработка силового агрегата с переменной степенью сжатия – весьма сложная задача. Для решения данной задачи используют несколько вариантов, в основе которых лежит изменение объема камеры сгорания. На сегодняшний день существуют опытные образцы таких двигателей.

Первыми такой двигатель создали инженеры компании SAAB. В 2000 году компанией был представлен 5-цилиндровый силовой агрегат, который включал систему Variable Compression. В силовом агрегате применена объединенная головка блока цилиндров с гильзами цилиндров. С одной стороны объединенный блок зафиксирован на валу, с другой – функционирует с КШМ (кривошипно-шатунным механизмом). КШМ обеспечивает смещение объединенной головки от вертикальной оси на 4 градуса, благодаря чему достигается изменение степени сжатия в рамках от 8:1 до 14:1.

Силовая установка продемонстрировала впечатляющие результаты по крутящему моменту и мощности, но, несмотря на это, она не была запущена в серию.

В 2010 году была представлена более современная разработка от МСЕ-5 Development. Речь идет о 4-цилиндровом силовом агрегате объемом 1.5 л. Кроме системы изменения степени сжатия, мотор комплектуется иными прогрессивными системами, такими как непосредственный впрыск и изменение фаз газораспределения.

Схема силового агрегата с переменной степенью сжатия МСЕ-5

Двигатель имеет конструкцию, которая предусматривает независимое изменение величины хода поршня в каждом цилиндре. Роль коромысла играет зубчатый сектор, который с одной стороны функционирует с рабочим поршнем, а с другой – с поршнем управления. Соединение коромысла с коленвалом силового агрегата осуществляется с помощью рычага.

Перемещение зубчатого сектора осуществляется под влиянием поршня управления, который играет роль гидроцилиндра. Пространство над поршнем заполнено маслом, при этом объем масла регулируется с помощью клапана. Благодаря перемещению сектора обеспечивается изменение положения мертвой точки поршня, что позволяет достичь изменения объема камеры сгорания. Степень сжатия регулируется в пределах от 7:1 до 20:1.

Компания Lotus Cars также представила свое творение – двухтактный мотор Omnivore (всеядное животное). Представители компании заявили, что силовой агрегат может функционировать на всех видах жидкого топлива: бензин, дизель, этанол и др.

Конструкция камеры сгорания предполагает наличие шайбы, которая располагается в верхней части. Шайба перемещается эксцентриковым механизмом и изменяет объем камеры сгорания. Подобная конструкция позволяет добиться рекордной степени сжатия 40:1. В газораспределительном механизме силовой установки Omnivore тарельчатые клапаны не используются.

Факторами сдерживания дальнейшего развития системы являются низкая экологичность и экономичность горючего, а также ограниченное применение двухтактных моторов.