Re: [問題] 日系車是不是輸在渦輪引擎？

[m996360 (懷特先生)]

※ 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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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 118.161.57.235
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1540996640.A.372.html
推 RDSON: 跪著看完
→ grotwpig645: 專業，比馬粉強多了
推 lucky945: 好文推
推 alik5030: 詳細推
推 tintinhires: 淺顯易懂
→ DYE: 是股東挺你開發20年 你花的錢是股東的 不是你長官的
推 lancerevo2: 推詳細說明！真的有點猛
推 alienslesh: 車版難得專業好文！
推 g9560250: 專業推
噓 PauFrank5566: 專業個屁...很明顯你不懂渦輪
→ PauFrank5566: 廣域凸輪隨時可以變化你知道嗎.真的當車廠RD都白癡?
其實還好啦
https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1534868171.A.782.html

我們兩個一個不懂渦輪、一個不懂LSPI

大家互相互相，一起努力啦

啾咪～

推 wumdbmax: 推分析ㄏㄠㄨㄣ
→ wumdbmax: 好文
噓 PauFrank5566: 壓縮比又不是線性指標,且渦輪多一個控制項你知道嗎
→ PauFrank5566: 燃燒技術每家車廠整天都在電腦上跑模擬
→ dreler1: 我不太確定 渦輪能不能跟阿金森相容
→ dreler1: 但是渦輪跟油電相容沒問題吧?
推 hondasho: 渦輪+油電，阿不就F1和NSX
推 PauFrank5566: 誰跟你不懂LSPI...你覺得先天問題還要靠機油來解?
推 driftingjong: Torque map:  https://tinyurl.com/ycjtka5s
→ Killercat: 渦輪出力做功曲線 其實先不論跟阿金森搭不搭(慢吵)
→ hondasho: 不過NSX是3.5L的XD
→ Killercat: 對PSD的行星齒輪控制器邏輯來講挑戰應該不小 XD
→ Killercat: 因為渦輪出力並不是很線性
→ PauFrank5566: 你覺得原廠會沒寫retard嗎?
→ Killercat: 我相信做得到啦 只是可能沒那麼好做
推 PauFrank5566: Killercat扯到行星齒輪幹嘛...ICE歸ICE好嘛
推 jkreg: 強大
→ iamspy: 我怎覺得反而是豐田漸漸渦輪化了，Lexus這幾年銷量靠那顆
→ iamspy: 200t救了不少
推 PauFrank5566: 怎沒挖到我以前待過國外車廠
→ PauFrank5566: 你對於atkinson也不會解釋後背物理原因??
→ PauFrank5566: 背後.  擠出氣然後勒?  然後勒 ? 這大2有教吧
噓 polypress: 技術我不懂 但我知道你所說各國選擇技術的理由是錯的
→ polypress:  腦補太多
推 PsMonkey: 別說 20 年了，台灣老闆很多連 20 天都等不了
→ dreler1: 看看現在volvo T8 turbo + hybrid 真的沒那麼難
推 olozil: 台灣老闆: 給你20小時，我明天要看到。
推 ravin2235: PauFrank大如果你要補充的東西很多建議回一篇會比較完
→ ravin2235: 整喔
推 kobe30418: 賓士48v感覺也是蠻屌的啊
推 iwei0930: 頭又大油電敗筆就是大部分國家 包含先進國油耗排污標準
→ iwei0930: 直至今日還沒達到你寫的那個標準 導致油電不太好賣 慘
→ iwei0930: 的是標準還沒加嚴到那天 48V微油電卻問世 這系統挑油電
→ iwei0930: 重點優點放大油車優勢 很高竿非常看好這系統 且若是加嚴
→ iwei0930: 排污到那天 電車更能比油電來的直接進而吃下車市 將來
→ iwei0930: 車市是渦輪微油電與純電天下
這件事情其實很有趣
https://upload.cc/i1/2018/10/31/daqbuA.jpg

也許是發現事情大條惹

這幾家車廠(沒有日系車，呵呵)在2010年左右就開始討論新版本的電壓規格

即便到現在，重油電車還是被TOYOTA吃死死

透過48V達到ISG跟BSG或是後續的任何東西

我覺得只是很不得已的選擇

推 binshin: 專業
推 Aquatics: 推
推 peter4022: 請問這樣48v到底會不會是下個世代主流啊？
推 saitou68201: 我覺得寫得很好，有不同意見可以發文討論，幹嘛噓呢
→ t25885233: 看這篇更肯定妳是mazda粉
→ sdiaa: 日本車廠有Kcar的哪家沒在玩小排量增壓??
→ atozspeed: 回某樓48V只是輕混合，算是過渡產品，但未來效率跟出
→ atozspeed: 力可以做到跟380v一樣的話，就不是過度
→ atozspeed: 阿金森循環沒有渦輪引擎，你要不要去研究EA211 EVO再
→ atozspeed: 說好嗎？
推 qwe753951: 還有一個Miller cycle，老實說阿金森循環的概念對現代
→ qwe753951: 引擎而言算標配了啦，只是沒有廣告而已
推 iwei0930: 380V都拿出來...是打算每台車都做得跟拖車頭一樣大啊？4
→ iwei0930: 8V這所謂的過渡產品 只擷取油電重要優點看來比傳統油電
→ iwei0930: 更適合現代更值得入手 油電阿金森引擎說實在省沒多少 現
→ iwei0930: 今一堆引擎早爬得跟油電差不多 油電車價又不便宜 而且大
→ iwei0930: 部分油電都強調省油 調教自然捨棄樂趣 看銷量就知道 全
→ iwei0930: 世界大概剩日本比較普及 但那也是拜日本政府所賜 在美
→ iwei0930: 國油電可是娘砲象徵 買車都嘛全尺寸休旅 歐洲更不用說
→ iwei0930:  如同樓主早往渦輪而去 中國油電多是應付法規苦苦經營
→ iwei0930:  且比起投入油電 中國更傾向直接發展電車 台灣跟其他相
→ iwei0930: 對落後地區更不用說 普通油電已沒什麼號召力 Plug-in老
→ iwei0930: 實說才是油電較符合趨勢的產品 但可惜售價拖累還是賣不
→ iwei0930: 好又有諸多類似增程變形搶市 且買這類產品很容易轉念直
→ iwei0930: 上電車 大大打擊銷售 賣不好怎會是趨勢？不過油電目前
→ iwei0930: 看來反倒是在超跑別有洞天 但偏偏頭又大沒超跑...還想
→ iwei0930: 重壓油電？看來該勸工程師找機會開溜 老闆要發飆了
噓 GGsoft: 只會在推文裡吠不如發一篇文來打臉原po，我就不信寫的有人
→ GGsoft: 家好
推 jonjonlo7575: 想問原Po EA888似乎是米勒(阿金森)循環+渦輪，Skyac
→ jonjonlo7575: tiv G也有輕增壓 所以還是有可以融合增壓+阿金森循
→ jonjonlo7575: 環兩者的科技囉？
→ jonjonlo7575: 更正 是skyactiv X
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

推 N48212: 哇
推 chandler0227: 渦輪微油電勢必把電系從12V提到48V，往後48V會是主
推 chandler0227: 但48V最常被質疑的是短時間榨出高電流這點，對銅線
→ chandler0227: 或電機耐用一定多少有影響
推 chandler0227: 不少車廠是採用hair pin或銅條當導線來面對瞬間高電
→ chandler0227: 流，或是為了省成本用溫度限制電機功率輸出
推 chandler0227: 所以要說微油電很聰明嘛 倒覺得是妥協後的產物
※ 編輯: m996360 (49.214.209.86), 11/01/2018 10:02:55
→ iamspy: 本來就很少有樣樣都好的技術~ 可以省油又有力
推 tnGG: 專業 雖然沒很懂
→ iamspy: 大概也只有 缸內直噴這種有帶來全面進化
→ iamspy: 但技術間的互相妥協 可以做到最佳化~讓兩者多少兼顧一些
→ iamspy: 而渦輪就是一個相對好的選項~ 讓你在省油與動力間取捨
→ iamspy: 有人說渦輪引擎不是帶給你省油又有力~
→ iamspy: 但可以讓你更彈性的選擇(對比NA) 省油一點或有力一點
推 gowellplayer: 專業推 懂了好多
→ iamspy: 現在微油電也是~ 展現最佳化的技術結合~
→ iamspy: 但我覺得阿金森油電不是，它出發點就是為了省油
→ iamspy: 至於推文提volvo T8，原廠自稱twin engine 不稱hybrid
→ iamspy: 它是個可1.電 2.油 3.油+電 的三種組合~而且1.2兩項優點
→ iamspy: 都能發揮得很好的技術，所以T8才能又快又省油
→ iamspy: 只是還是那句 讓你一台車可以選擇開快 也可以選擇開省
推 fantastic340: 推專業
推 martinlin77: 推
→ atozspeed: 你不知道現在VVT已經可以雙向，所以開啟角度可以更多
→ atozspeed: 組合，而且加入電動VVT機構，控制更加快速精準，所以
→ atozspeed: 不要說不可能
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？
→ atozspeed: 就你講的米勒+阿金森啊！只是要有效益，不要說不可能
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
→ atozspeed: 這個我沒有考慮到！但休缸的問題只能用在穩態，法規N
→ atozspeed: EDC可以偷到油耗，但現在歐盟改用WLTP後是偷不到，而
→ atozspeed: 且NVH也是一個問題
※ 編輯: m996360 (49.214.209.86), 11/01/2018 17:32:53
推 wayne1120: 推
推 kiffy: 推一個
推 jjwei: push