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國王車訊車廠動態國王學苑 仙草《Nissan Sentra 1.6升引擎》科技一|高壓縮比是關鍵|神車Altis不變應萬變
仙草《Nissan Sentra 1.6升引擎》科技一|高壓縮比是關鍵|神車Altis不變應萬變

仙草《Nissan Sentra 1.6升引擎》科技一|高壓縮比是關鍵|神車Altis不變應萬變

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仙草《Nissan Sentra 1.6升引擎》科技一|高壓縮比是關鍵|神車Altis不變應萬變

▲許多人都認為「缸內直噴」是引擎之救星,殊不知提升壓縮比之後,卻難以解決碳微粒與NOx污染,反而不容易通過日益嚴苛的環保法規。因此全新Sentra的1.6引擎乃採用傳統多點噴射系統。

開宗明義,或許多數人都認為提升自然進氣引擎馬力與節能數據最好的方法,就是直接使用「缸內直噴」科技,此外受到Ford Focus EcoBoost 182的1.5升直噴渦輪引擎影響,更多人都認為「小排氣量直噴渦輪引擎」可以兼顧馬力、扭力、寧靜、省油等各方面表現。這樣的觀點基本上沒有問題,但是考量越來越嚴苛的環保法規之後,這樣的思維將有所改變。

因六期環保法規對於「粒狀污染物排放標準」非常嚴苛,導致Lexus IS300馬力強悍的2.0升直噴渦輪引擎無法通過排污標準停止導入台灣市場,對許多人來說應該會覺得很震撼,「直噴+渦輪」不是引擎發展趨勢嗎?其實這都是車廠的科技行銷與宣傳策略,至於各國政府的法規還是照「低污染」方向前進,沒有必要為任何車廠的任何科技背書。近年來歐洲車廠的低價位小排氣量柴油引擎為何大量淘汰?環保法規就是主因,重點不只是二氧化碳排放值也就是油耗成績,有毒廢氣排放也非常關鍵,未來緊縮到一個程度,引擎部分大概只有Hybrid動力能過關,目前趨勢大致上就是這樣,就是要讓引擎從車輛中消失。

因直噴引擎會增加碳微粒、NOx污染(少數引擎例外),面對日益緊縮的環保法規越來越不利,所以Nissan的引擎科技有所修正,中低價位、中小排氣量引擎儘量避免使用缸內直噴科技,但是「高壓縮比」依然是不變的方向。

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仙草《Nissan Sentra 1.6升引擎》科技一|高壓縮比是關鍵|神車Altis不變應萬變

▲不藉助缸內直噴科技,即可將Sentra的1.6升引擎壓縮比提升至10.7:1的境界,對多數車廠是個挑戰,但是對Nissan來說尚未到達極限!

甩去汽缸套  散熱有一套  爆震不來擾

如何讓NA自然進氣引擎具備大馬力+低油耗,有一個重要指標就是「熱效率」,提升NA引擎熱效率大致上有二個方向,其一乃是提高壓縮比,其二則是強化燃燒室內的燃氣滾流效應。當然這仍許多有先決條件,比如說進氣與排氣效率都要跟得上、噴射系統的汽油霧化效果要好、燃燒室形狀要緊湊、散熱效能要跟得上動力輸出…。簡單說就是基本功夫要先紮好根,之後才能談高壓縮比與高燃氣滾流效應。

因Nissan集團的引擎使用範圍涵蓋GT-R高性能跑車、Infiniti豪華車款、世界首創量產型可變壓縮比引擎,相信日產的引擎基本功無虞,若以中小排氣量自然進氣引擎來比較,小編覺得Nissan的引擎馬力並沒有特別大,加速並沒有特別快,油耗也沒有特別出色,但運轉精緻度優異,加速噪音比競爭對手寧靜。

不過Nissan在全新Sentra這顆HR16DE直四引擎身上則是有進一步的詮釋,那就是油耗成績相當出色,最大馬力也超越競爭對手。從下方表格中可以看出一些端倪,其中一項重要設定就是壓縮比提升至10.8:1的境界,在多點噴射引擎當中算是偏高的表現,因此全新Sentra的馬力與節能數據為何能如此漂亮並非無中生有、空穴來風。

提升壓縮比既然可以增進引擎熱效率,那Toyota Altis為何不提升至11.0:1的境界,最大馬力將有機會逼近150hp大關,足以媲美昔日Camry 2.0升引擎,而且油耗相信可以達到17.0km/L甚至更高的境界,如此一來全新Sentra的1.6升動力不就被全面壓制「直接打趴」了嗎?

可惜提升壓縮比沒有這麼簡單!除了引擎相關零件必須強化、對應更大的爆發能量之外,「如何避免爆震現象」更是一個令工程師非常頭痛的問題!那Nissan是如何克服爆震問題的呢?第一要點就是使用金屬熔射鏡面汽缸壁,無傳統機械加工的鋼製汽缸套,不只具備光滑低阻力特性,更具有強大的散熱能力,大幅降低活塞四周的蓄熱與高溫問題,降低爆震發生機率。

仙草《Nissan Sentra 1.6升引擎》科技一|高壓縮比是關鍵|神車Altis不變應萬變

▲早期Nissan的V6引擎還沒有導入金屬熔射技術,拆除汽缸頭之後,可以明顯看出汽缸內壁多了一層厚厚的高硬度汽缸套。

仙草《Nissan Sentra 1.6升引擎》科技一|高壓縮比是關鍵|神車Altis不變應萬變

▲此為各種引擎的汽缸套,必須要有一定的厚度,才能使用機械方式擠入引擎汽缸內。(圖片源自上盟汽缸套官方網站)

在此簡單解釋引擎散熱設計,眾所皆知全鋁合金引擎可以達到更好的散熱效果並減輕重量,無疑是目前引擎設計趨勢。然而鋁合金的硬度與耐熱表現都不如鐵,禁不起活塞環的摩擦與刮損,以及燃燒室的高溫摧殘,因此全鋁合金引擎的汽缸必須以機械方式擠壓一層鑄鐵汽缸套,略有厚度,太薄無法順利擠入汽缸之中,可以大幅增進引擎壽命,下列引擎本體都是鋁合金打造,而且幾乎都有汽缸套,但全新Sentra沒有!理由很簡單,那就是「汽缸套是燃燒室散熱的一大天敵」,因為鋁和鑄鐵的熱傳導效率差約3~4倍之多。

全新Sentra的1.6升引擎沒有汽缸套?耐用度豈不是堪慮?原來Nissan乃是以金屬熔射技術,在鋁合金汽缸壁「鍍」上一層極薄高的硬度金屬,合金成分、使用雷射或電子束加熱、真空或一般狀態施工、鏡面拋光方式…都是機密,僅知這層鍍上去的汽缸壁厚度僅約0.2mm,兼顧高硬度、抗高溫、抗腐蝕、高散熱、低摩擦等特質,相較於傳統厚度達2mm以上的汽缸壁差距十倍,因此二者的散熱效果存在不小的差異。

事實上這項技術早就應用在GT-R性能車款上,之後廣泛應用於日產旗下V6引擎,之後漸漸下放至四缸引擎,包含Nissan Kicks的1.5升引擎(Livina、Tiida 1.6尚未應用此一科技),如此不難看出Nissan目前已將此科技全面下放。不過相關科技並非日產獨享,許多車廠都擁有類似技術,包含Toyota,RAV4所使用的Dynamic Force引擎也有沾到邊,只是應用範圍侷限在汽門座,豐田並沒有用來打造整個汽缸壁,顯然相關技術還是Nissan略勝一籌!

不過Sentra 1.6並沒有辦法靠熔射鏡面汽缸壁單一科技,就能恣意提升引擎壓縮比,還必須靠其它科技輔助,下回將繼續分析。此外,關於Toyota國產神車Altis的1.8升NA引擎,十多年來沒有重要改變!究竟是初始設計實在太好無法更改?還是有其他原因?之後也會有進一步分析,畢竟這具引擎已經擴大應用在Corolla Cross全新跨界CUV身上。

最後補充說明一點,中國媒體都宣稱全新軒逸的1.6升引擎具備139hp最大馬力,豈不是逼近神車Altis 1.8的140hp水準!不過中國Nissan官方網站公布的資料則是較為保守的133hp最大馬力,雖然少了6匹,但比起同級對手的1.6升引擎依然勝出,也比舊款Sentra更強。不過「性能」不是大改款Nissan Sentra 1.6的主要訴求,節能與寧靜才是!

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大改款Nissan Sentra 1598c.c. 多點噴射 78.0×83.6mm 10.8:1 133hp/6300rpm(中國軒逸數據) 16.2kgm/4000rpm(中國軒逸數據) 17.7km/L
Hyundai Elantra 1591c.c. 多點噴射 77.0×85.4mm 10.5:1 128hp/6300rpm 15.8kgm/4850rpm 14.9km/L
Toyota Altis 1798c.c. 多點噴射 80.5×88.3mm 10.0:1 140hp/6400rpm 17.5kgm/4000rpm 15.6km/L
舊款Nissan Sentra 1798c.c. 多點噴射 79.7×90.1mm 9.9:1 131hp/6000rpm 17.8kgm/3600rpm 15.5km/L
Mitsubishi Grand Lancer 1798c.c. 多點噴射 86.2×77.4mm 10.7:1 140hp/6000rpm 17.9kgm/4200rpm 15.5km/L

仙草《Nissan Sentra 1.6升引擎》科技一|高壓縮比是關鍵|神車Altis不變應萬變

▲Nissan的金屬熔射鏡面汽缸壁技術,成功應用在GT-R性能跑車的V6渦輪引擎之後,漸漸普及至其一般乘用車V6引擎,目前已下放至四缸動力。

仙草《Nissan Sentra 1.6升引擎》科技一|高壓縮比是關鍵|神車Altis不變應萬變

▲使用金屬熔射技術的Nissan V6引擎(濕式冷卻系統),對於燃燒室的散熱有相當大的幫助,提高引擎壓縮比之後,能有效抑制爆震問題。

圖片來源:Nissan、東風日產

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