引擎特性與台灣用車環境 - 汽車

小弟就以自己學到的認知，談談壓縮比二十這計劃好了
一般的認知上皆是壓縮比越高，同樣操作條件下的引擎能輸出扭力越大，
正確來說，以引擎的理想模型來看，隨著理想氣體等容循環的壓縮比增加，燃料轉換效率
也會跟著增加，而相對地引擎產生的IMEP(指示平均有效壓力)與循環過程中缸內最大壓力
比值也相對的會越大，代表引擎本身組件強度也需要更強。換句話說，壓縮比越高，成本
也越高。

而對於高壓縮比的探討，美國GM很早就有做到高達壓縮比20的八缸引擎探討(*1)。既然前
人有走過，我們後人就來看看數據。

http://imgur.com/a/XhKUf

對於這圖，點火角以及空燃比皆是調整到到最大扭力為前題還有WOT的情形下做出來的。
可以觀察到，壓縮比在14之前皆能有效提升效率。而在壓縮比等於17時能達到最大的
功率及效率，若想達到更高的壓縮比，效率與mep(*2)稍為的下降。造成這種趨勢的原因
為燃燒室本身在壓縮比升高的同時，表面積與體積比增大、缸內燃燒氣體速度不夠快導致
。這就顯示了燃燒室設計的重要性。而對於這點，Mazda在SAE2011-01-1871這篇談了蠻多
高壓縮比的設計影響。

總結來說，壓縮比做到20或者其他高壓縮比的探討美國佬早就已經玩過一輪了。從數據上
也顯示出做這麼高的壓縮比對於效率的提升是沒有意義的，除非要使用HCCI壓燃的燃燒方
式，國內有在研究HCCI引擎的大概就是北科、台科、成大、中興、南台那幾間實驗室。
談到這個就又扯遠了。重點就是在於壓縮比想要做高的話缸內燃燒系統是一大重點，這其
中就牽扯到許多因素，有興趣的朋友可以看看John B. Heywood的內燃機大補帖，上面的資料就是從裡面
參考來的。BY the way，引擎的研發成本其實是超過整車的研發成本。如果用三百萬就能
做出一顆很有效率的高壓縮比汽油引擎，這可真是不得了的計畫，還麻煩前面的樓主大大
趕緊向國內的那些大廠提出計畫書，相信他們會很有興趣的。

*1:Caris,D. F., and Nelson, E.E.,"A new look at high compression engines"
*2:mep stands for Mean effective pressure,簡單來說就是引擎產生的功.

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