ระบบปรับ อัตราส่วนการบีอัด (Variable Compression Ratioหรือ VCR) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ปรับอัตราส่วนการบีอัดของเครื่องยนต์สันดาปภายในขณะที่เครื่องยนต์กำลังทำงาน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงภายใต้ภาระที่แตกต่างกัน เครื่องยนต์แบบปรับอัตราส่วนการบีอัดจะช่วยให้สามารถเปลี่ยนปริมาตรเหนือลูกสูบที่จุดศูนย์ตายบนได้ภาระที่สูงขึ้นต้องการอัตราส่วนที่ต่ำลงเพื่อเพิ่มกำลัง ในขณะที่ภาระที่ต่ำลงต้องการอัตราส่วนที่สูงขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ กล่าวคือ เพื่อลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง สำหรับการใช้งานในรถยนต์ จำเป็นต้องทำเช่นนี้ขณะที่เครื่องยนต์กำลังทำงานเพื่อตอบสนองต่อภาระและความต้องการในการขับขี่Infiniti QX50 ปี 2019 เป็นรถยนต์เชิงพาณิชย์คันแรกที่ใช้เครื่องยนต์แบบปรับอัตราส่วนการบีอัด

เครื่องยนต์เบนซินมีข้อจำกัดเรื่องแรงดันสูงสุดในช่วงจังหวะอัด หลังจากนั้นส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะระเบิดแทนที่จะเผาไหม้ เพื่อให้ได้กำลังขับที่สูงขึ้นที่ความเร็วเท่าเดิม ต้องเผาไหม้เชื้อเพลิงมากขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงต้องการอากาศมากขึ้น จึง มีการใช้ เทอร์โบชาร์จเจอร์หรือซูเปอร์ชาร์จเจอร์เพื่อเพิ่มแรงดันขาเข้า ซึ่งจะส่งผลให้ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศระเบิด เว้นแต่จะลดอัตราส่วนการอัดลง กล่าวคือปริมาตรเหนือลูกสูบเพิ่มขึ้น สามารถทำได้ในระดับมากหรือน้อย ซึ่งสามารถเพิ่มกำลังได้อย่างมหาศาล ข้อเสียคือภายใต้ภาระเบา เครื่องยนต์อาจขาดกำลังและแรงบิด วิธีแก้ปัญหาคือการปรับแรงดันขาเข้าและปรับอัตราส่วนการอัดให้เหมาะสม ซึ่งจะให้ข้อดีทั้งสองอย่าง คือเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพและสามารถให้กำลังสูงได้ตามต้องการ นอกจากนี้ VCR ยังอนุญาตให้ใช้เชื้อเพลิงอื่นนอกเหนือจากน้ำมันเบนซินได้ เช่นLPGหรือเอทานอล

ปริมาตรกระบอกสูบจะถูกปรับเปลี่ยนโดยใช้ระบบไฮดรอลิกที่เชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงและปรับตามภาระและความเร่งที่ต้องการ

เครื่องยนต์ปรับอัตราส่วนการบีอัดได้นั้นมีมานานหลายทศวรรษแล้ว แต่ใช้เฉพาะในห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการเผาไหม้เท่านั้น โดยทั่วไปแล้ว เครื่องยนต์เหล่านี้จะมีลูกสูบปรับได้ตัวที่สองติดตั้งอยู่ในฝาสูบตรงข้ามกับลูกสูบทำงานหลัก

ในปี 2018 อินฟินิตี้เริ่มผลิตเครื่องยนต์เทอร์โบแบบปรับอัตราส่วนการบีอัดได้ ซึ่งใช้กลไกเชื่อมต่อเพื่อปรับอัตราส่วนการบีอัด โดยติดตั้งในรถ SUV รุ่น QX50 เครื่องยนต์นี้สามารถสร้างอัตราส่วนการบีอัดได้ตั้งแต่ 8:1 ถึง 14:1 แรงบิด สูงสุด จะอยู่ที่อัตราส่วน 8:1 ทำให้มีอัตราเร่งสูง ในขณะที่ประหยัดน้ำมันที่สุดอยู่ที่อัตราส่วน 14:1 ตัวควบคุมเครื่องยนต์อิเล็กทรอนิกส์จะตอบสนองต่อแรงกดบนคันเร่งแบบเรียลไทม์ ปรับอัตราส่วนการบีอัดได้อย่างราบรื่น แม้ว่าเครื่องยนต์นี้จะมีปริมาตรกระบอกสูบ 2.0 ลิตร และเป็นเครื่องยนต์สี่สูบเรียง แต่ก็ไม่ได้ใช้เพลาสมดุลเพื่อกำจัดแรงสั่นสะเทือนรองเนื่องจากมีการปรับสมดุลโดยธรรมชาติด้วยกลไกเชื่อมต่อ

เนื่องจากการออกแบบหัวกระบอกสูบที่ค่อนข้างเรียบง่าย (ไม่มีวาล์วไอดี) จึงทำให้การนำไปใช้ในเครื่องยนต์สองจังหวะ ค่อนข้างง่ายกว่า ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา ^มีรุ่นที่พัฒนาต่อยอดจากแนวคิดนี้ออกมาวางจำหน่าย เช่น จากYamaha [ ^{1 ]}ซึ่งปรับขนาดห้องเผาไหม้ แบบไดนามิก เมื่อไม่นานมานี้ (ในช่วงทศวรรษ 2000) เทคโนโลยีนี้ได้รับความสนใจอีกครั้ง เนื่องจากสามารถเผาไหม้เชื้อเพลิงได้หลากหลายชนิด (รวมถึงแอลกอฮอล์) เช่นLotus Omnivore ^{[ 2 ] [ 3 ]}

เครื่องยนต์สองจังหวะเชิงพาณิชย์รุ่นก่อนหน้ามาก แต่มีขนาดเล็กมาก (18 ซีซี) และไม่ทรงพลังพอที่จะประสบความสำเร็จมากนัก คือเครื่องยนต์ Lohmann ที่ผลิตขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1950 ในฐานะเครื่องยนต์ดัดแปลงสำหรับจักรยาน[4]เครื่องยนต์นี้มีฝาสูบและปลอกสูบแบบชิ้นเดียว ซึ่งระยะห่างจากเพลาข้อเหวี่ยงจะถูกปรับโดยสกรูยกที่ทำงานโดยสายเคเบิลจากที่จับแบบบิดบนแฮนด์ การปรับการอัดมีความสำคัญต่อการทำงานของเครื่องยนต์นี้ เนื่องจากใช้การจุดระเบิดด้วยการอัดของส่วนผสมเชื้อเพลิงซึ่งถูกป้อนเข้าไปก่อนจังหวะการอัด และดังนั้นจึงจุดระเบิดเมื่อใดก็ตามที่การอัดทำให้อุณหภูมิถึงระดับที่เพียงพอ ซึ่งหมายความว่าการอัดที่ต้องการจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิอากาศ อุณหภูมิเครื่องยนต์ และชนิดของเชื้อเพลิง: หากการอัดมากเกินไป เครื่องยนต์จะเกิดการจุดระเบิดก่อนกำหนด และหากการอัดน้อยเกินไป เครื่องยนต์จะไม่จุดระเบิดเลย ดังนั้นผู้ใช้งานจึงต้องปรับการอัดอย่างต่อเนื่องเมื่อสภาพการทำงานเปลี่ยนแปลงไป เครื่องยนต์โลห์มันน์ผลิตขึ้นเพียงประมาณห้าปีเท่านั้น เนื่องจาก1การควบคุมการอัดอากาศ (พร้อมกับการไหลของเชื้อเพลิง) ต้องอาศัยการฝึกฝนอย่างมาก และแม้ว่าจะปรับแต่งอย่างเหมาะสมแล้ว ก็ยังให้กำลังไม่มากไปกว่าที่ผู้ขับขี่ที่มีสมรรถภาพทางกายปานกลางสามารถทำได้โดยปราศจากความช่วยเหลือ

เครื่องยนต์ VCR เครื่องแรกที่สร้างและทดสอบนั้นสร้างโดยHarry Ricardoในช่วงทศวรรษ 1920 งานนี้ทำให้เขาคิดค้น ระบบ การให้คะแนนค่าออกเทนซึ่งยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน บริษัทหลายแห่งได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับเครื่องยนต์ VCR ด้วยตนเอง รวมถึงSaab , Nissan , Volvo , PSA/ Peugeot - CitroënและRenault ^{[ 4 ]} Infiniti QX50 รุ่นปี 2019 มีจำหน่ายพร้อมเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จแบบปรับแรงอัดได้^{[ 5 ]}

การออกแบบของเปอโยต์ทำงานโดยการปรับความยาวที่มีประสิทธิภาพของก้านลูกสูบที่เชื่อมต่อลูกสูบกับข้อเหวี่ยง เมื่อก้านลูกสูบสั้นลง อัตราส่วนการอัดจะต่ำลง และในทางกลับกัน ด้านซ้ายของแผนภาพคือลูกสูบแบบดั้งเดิมของเครื่องยนต์สันดาปภายใน ด้านขวาคือกระบอกไฮดรอลิกที่มีลูกสูบแบบทำงานสองทาง ซึ่งทำงานผ่านระบบก้านข้อเหวี่ยงที่มีล้อเฟือง การเคลื่อนที่ของล้อเฟืองจะปรับความยาวก้านลูกสูบที่มีประสิทธิภาพ และด้วยเหตุนี้จึงปรับอัตราส่วนการอัดในกระบอกสูบด้านซ้าย^{[ 6 ]}

บริษัท SAAB Automobileได้จุดประกายความสนใจในเครื่องยนต์ปรับอัตราส่วนการบีอัด (Variable Compression Engine: VCR) อีกครั้ง เมื่อพวกเขาเปิด ตัวเครื่องยนต์ SVCสู่สายตาชาวโลกในงานมอเตอร์โชว์เจนีวาปี 2000 SAAB เคยร่วมงานกับ "สำนักงานเทคโนโลยีรถยนต์ขั้นสูง" (Office of Advanced Automotive Technologies: 'Office of VCR') เพื่อผลิต เครื่องยนต์ เบนซิน VCR ที่ทันสมัย ​​ซึ่งมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับเครื่องยนต์ดีเซล เครื่องยนต์ SAAB SVCเป็นเครื่องยนต์ VCR ที่ล้ำหน้าและใช้งานได้จริง แต่ไม่เคยเข้าสู่สายการผลิตเนื่องจากการล้มละลายของบริษัทในปี 2016

การออกแบบ ซึ่งเป็นการนำเครื่องยนต์ Larsen VCR มาใช้^{[ 7 ]}ประกอบด้วยหัวโมโนบล็อกซึ่งมีกลไกวาล์วทั้งหมด และชุดเพลาข้อเหวี่ยง/เสื้อสูบ ชิ้นส่วนเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยจุดหมุนที่อนุญาตให้เคลื่อนที่ได้ 4 องศาซึ่งควบคุมโดยตัวกระตุ้นไฮดรอลิก กลไกนี้ช่วยให้สามารถปรับระยะห่างระหว่างเส้นศูนย์กลางของเพลาข้อเหวี่ยงและส่วนบนของกระบอกสูบได้ แตกต่างจากการออกแบบของเปอโยต์ ความยาว ของก้านสูบ ที่มีประสิทธิภาพ จะคงที่ มีการเลือกใช้ซูเปอร์ชาร์จเจอร์แทนเทอร์โบชาร์จเจอร์เพื่อให้ได้เวลาตอบสนองที่จำเป็นและแรงดันบูสต์สูง

เพื่อปรับเปลี่ยนค่า Vc _นั้น SVC จะ "ลด" ฝาสูบให้ใกล้กับเพลาข้อเหวี่ยง มากขึ้น โดยการเปลี่ยนบล็อกเครื่องยนต์แบบชิ้นเดียวทั่วไปด้วยบล็อกสองชิ้น โดยมีเพลาข้อเหวี่ยงอยู่ในบล็อกด้านล่างและกระบอกสูบอยู่ในส่วนบน บล็อกทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยบานพับด้านหนึ่ง (ลองนึกภาพหนังสือที่วางราบอยู่บนโต๊ะ โดยปกหน้าอยู่สูงกว่าหน้าชื่อเรื่องประมาณหนึ่งนิ้ว) โดยการหมุนบล็อกด้านบนรอบจุดบานพับ ค่า Vc ₍ลองนึกภาพอากาศระหว่างปกหน้าของหนังสือกับหน้าชื่อเรื่อง) สามารถปรับเปลี่ยนได้ ในทางปฏิบัติ SVC จะปรับบล็อกด้านบนในช่วงการเคลื่อนที่เล็กน้อยโดยใช้ตัวกระตุ้น ไฮดรอลิก

• ระบบส่งกำลังแบบแปรผันต่อเนื่อง
• ดีเอโซโต
• วงจรมิลเลอร์
• การปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วแบบแปรผัน