Re: [問題] 日系車是不是輸在渦輪引擎?
※ 引述《kobe30418 (謝小笨)》之銘言:
: 以前我也覺得自然進氣的車開起來才霸氣才爽
: 自從家裡兩台車;一台2000na休旅車、一台2600na轎車,換成1.6跟2.0渦輪的車後整個駕
: 馭感都不一樣了
: 這種感覺就像是我的勁戰四代換成Gogoro 2s後的感覺,起步很有力,加速感也很棒;行
: 車的品質也提升了
: 而目前綜觀日系車的編成,大多是自然進氣,而因為台灣稅制問題,2.5na的車雖然勉強
: 能跟渦輪一戰,不過在買之前就先放棄了
: 某些車款有渦輪,但也是不到2.0的渦輪,配上CVT的變速箱,一看到編成感覺就是遜色了
: 一點
: 而nissan的車系更慘,感覺根本是想放棄一樣,清一色幾乎都是na
: 馬自達也是不管車格大小都用2.0na,之前主打的2.2柴油更是鬼見愁
: 到底日系車是輸在引擎還是變速箱?
動力方面並不是這樣說的,從2018年回頭望過去
大概可以解釋,點一個科技樹是需要10~20年的時間的
意思是,你現在看到的所有成就,大概都是西元2000年甚至更早之前累積的
而在當時各車廠因為包含戰爭和各種因素使油價飆漲
與未來趨近嚴格的油耗與排汙法規
必須決定接下來10~20年引擎發展的方向而選擇了自己的路而已
所以這個話題,我大概將世界上的常規量產引擎,列出
油電車的阿金森(TOYOTA)、渦輪增壓車(歐系)與自然進氣高壓縮比(Skyactiv-X)
這三個大家比較常看到的種類
必須先說明一件事,渦輪引擎是無法與左邊的阿金森、右邊的高壓縮比相容的
所以決定發展渦輪增壓的車廠,就很難看到其他兩類引擎
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阿金森的引擎有個特色,就是進氣的閥揚程曲線非常肥
http://techno-fandom.org/~hobbit/cars/valvetmg.png
從這張圖我們可以知道,進汽門從進氣初期打開,卻在壓縮行程接近一半才關閉
這件事情造成無法兼容渦輪
原因在這設定只會造成大量廢氣倒灌燃燒室,同時壓縮行程又把增壓推進去的空氣擠出來
效應用嘴講就知道很低,所以我們可以大膽假設
TOYOTA 在1991年就決定把方向走去油電車了,而且半放棄渦輪
(1997年第一代THS系統亮相,研發至少減六年)
這是他快30年前選擇的路,事實上也證明,如果全世界立刻加嚴法規
譬如明年年初油耗至少得20公里起跳、排汙加嚴一倍,唯一會大笑的只剩他跟特斯拉
(本田苦笑,呵呵,還好我還有湯汁可吸)
現在世界的油耗排汙法規跟TOYOTA完全脫節
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歐洲車的走法,跟上面不同,但目的一樣是希望油耗與排汙能改善
考量到歐美偏高車速的用車環境,小排量渦輪增壓是一個很好的選擇
不同於自然進氣,渦輪增壓引擎不太需要顧慮汽門流量係數這件事(或是比重沒這麼大)
反正不夠的氣量通通開增壓打進去就好,氣道與燃燒室設計專心發展改善燃燒
縮小排量減少引擎的機件損失
小排量渦輪確實比以往的自然進氣引擎省油不少
但科學就是,你掛了渦輪,因為爆震,你就必須降壓縮比
你降了壓縮比,熱效率的天花板就降低
天花板在哪裡,油耗就在哪裡
固然可以再努力縮小排量打高增壓,合理化升功率所需要的排量
電子化各種驅動件,但壓縮比這件事始終會遇到
如果你觀察最近釋出的歐洲車,他們也慢慢屈服了
你終究要面對電機的,為什麼不一開始就面對呢?
by 頭又大
要知道,TOYOTA花了近三十年在電機這塊布局
他建立的專利高牆不是輕易可以繞過去的,本田躲這塊繞得好辛苦
最有利的布局與機構幾乎要被TOYOTA寫死
現在我們可以笑他:哈,什麼軟軟車,講油錢還不是要換大電池
但十幾年後也許會反過來
"哈,你這什麼爛混動"、"這麼複雜機構是要搞死誰?"
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高壓縮比自然進氣引擎,這類引擎最後需要面對的天花板
在於燃燒控制與熱管理
大家最耳熟的是Mazda Skyactiv-G and X
在G世代(現在 but 接近改款),我不認為這項技能其他車廠點不出來
因為事實上該具備的條件如快速燃燒、解熱能力、缸內殘留氣控制等
一線車廠都具備,甚至在那個動力很瘋狂的1990年代應該把該玩的都玩過了
就如同鋼鐵人他老北,Howard Stark說的:我被這個時代的科技侷限住了
我看過一種設計,是做一個副燃燒室,讓燃燒的火焰透過多孔噴嘴射向主燃燒室
達到快速燃燒的目的,他用在F1
TOYOTA Dynamic Force的Laser clad valve seat其實在2004年F1就在使用
但這種東西受限在材質與造價,很晚才下放而已
所以到X世代時,我還蠻期待他如何以控溫的方式達到廣域的HCCI
重點是還平價!
但他不斷抬高天花板高度這件事,確實走的跟大家不同路線
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所以日系車真的引擎比較弱勢嗎?
我認為是各自想了自己想走的路,認真去面對而已
渦輪引擎遲早要面對電機(TOYOTA)與天花板(嘿,量產HCCI 你點了嗎?)
到時候該怎麼解決,讓偶棉拿爆米花看下去
至於日產最近釋出的可變壓縮比,則是二十年前選擇的另外一條路
我覺得最厲害的不是可變壓縮比
是長官挺你開發二十年與花了600億日幣
不然你明天問你長官,他不釘死你才怪
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如果有壓縮比很高的增壓引擎,馬力通常比同排量的降壓縮比的渦輪引擎低
因為他必須向爆震妥協,白話一點說,就是渦輪的效益要被剝奪
VW EA211 EVO 1.5L / 110kW / CR12.5
Honda L15B7 1.5L / 140kW / CR10.6
BMW B38A15 / 1.5L / 100kW / CR11.0
Focus / 1.5L / 132kW / CR10.0
see~跟CRV與Focus相比,打高壓縮比,馬力就是要掉
雖然嘴上講有渦輪,但他面對油耗最終還是選擇打高壓縮比
壓縮比一提高,因為爆震的關係,渦輪的效益就降低(馬力降低)
不覺得...越來越走的像高壓縮比自然進氣引擎了嗎?
即便導入ACT休缸使用高效率區的BSFC,熱效率這件事仍會陰魂不散的纏著他
同時,我發現大家對米勒與阿金森的運作方式不是很清楚
(事實上我解釋太細此文會變天書,以下就解釋給有研究的人吧)
也就是對車廠運用VVT與VVL消滅PMEP或操作有效壓縮比的方式不了解
一般會用汽門啟閉時間當作判斷
阿金森的方式原文說得很清楚了,汽門關的時間非常晚,近乎壓縮行程的一半
但是米勒卻是很早關
https://upload.cc/i1/2018/11/01/uAFdap.jpg
你可以看到他寫EIVC,表示進氣門早關,通常會在進氣行程結束的附近
因為他沒有搭配VVL,也就是可變汽門升程,所以這件事情變成操控有效壓縮比
汽門早關可以得到完整有效壓縮比,近似幾何壓縮比也就是12.5
但阿金森汽門晚關的有效壓縮比可能只有7(幾何13),但他的目的是為了消滅PMEP
所以可以發現,通常一顆引擎不會同時存在米勒與阿金森
因為閥設定根本就打架
增壓與壓縮比這件事也必須握手,因為自然是公平的
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請問是哪個組合變可能呢?
VVT-iW問世很久了,我是覺得討論深層的東西要想清楚操作的可能
所以...可以直接告知,你說的可能,是哪方面的可能嗎?
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這樣不工程
首先有兩件事情有問題,第一個是閥揚程設定根本就不一樣
第二是選擇米勒的人,下一步會考慮發揮米勒的最大優勢
做法可能是VVL甚至休缸
前面講到,米勒可以利用完整的幾何壓縮比
但不代表PMEP被消除
我是工程師的話,下一步我會考慮VVL(或是簡單的高低CAM)
將節流閥打開,這樣PMEP最小,同時壓縮比最大
如果我選擇休缸,那就是斷缸的時候節流閥被迫打開,這樣我再賺一個BSFC優勢
但如果我選擇雙向VVT,把正時退到阿金森,那這樣變成半套阿金森(閥揚程不夠肥)
進氣行程阻力會增大
這樣不但沒有渦輪優勢、又失去壓縮比、PMEP也沒優化,既不米勒、也不阿金森
很不划算
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