小弟就以自己学到的认知,谈谈压缩比二十这计划好了
一般的认知上皆是压缩比越高,同样操作条件下的引擎能输出扭力越大,
正确来说,以引擎的理想模型来看,随着理想气体等容循环的压缩比增加,燃料转换效率
也会跟着增加,而相对地引擎产生的IMEP(指示平均有效压力)与循环过程中缸内最大压力
比值也相对的会越大,代表引擎本身组件强度也需要更强。换句话说,压缩比越高,成本
也越高。
而对于高压缩比的探讨,美国GM很早就有做到高达压缩比20的八缸引擎探讨(*1)。既然前
人有走过,我们后人就来看看数据。
http://imgur.com/a/XhKUf
对于这图,点火角以及空燃比皆是调整到到最大扭力为前题还有WOT的情形下做出来的。
可以观察到,压缩比在14之前皆能有效提升效率。而在压缩比等于17时能达到最大的
功率及效率,若想达到更高的压缩比,效率与mep(*2)稍为的下降。造成这种趋势的原因
为燃烧室本身在压缩比升高的同时,表面积与体积比增大、缸内燃烧气体速度不够快导致
。这就显示了燃烧室设计的重要性。而对于这点,Mazda在SAE2011-01-1871这篇谈了蛮多
高压缩比的设计影响。
总结来说,压缩比做到20或者其他高压缩比的探讨美国佬早就已经玩过一轮了。从数据上
也显示出做这么高的压缩比对于效率的提升是没有意义的,除非要使用HCCI压燃的燃烧方
式,国内有在研究HCCI引擎的大概就是北科、台科、成大、中兴、南台那几间实验室。
谈到这个就又扯远了。重点就是在于压缩比想要做高的话缸内燃烧系统是一大重点,这其
中就牵扯到许多因素,有兴趣的朋友可以看看John B. Heywood的内燃机大补帖,上面的资料就是从里面
参考来的。BY the way,引擎的研发成本其实是超过整车的研发成本。如果用三百万就能
做出一颗很有效率的高压缩比汽油引擎,这可真是不得了的计画,还麻烦前面的楼主大大
赶紧向国内的那些大厂提出计画书,相信他们会很有兴趣的。
*1:Caris,D. F., and Nelson, E.E.,"A new look at high compression engines"
*2:mep stands for Mean effective pressure,简单来说就是引擎产生的功.