Suzuki Variable-Miller-Cycle Non-Throttle-Valve Engine
30 Aug 2004 知識技術

　
　
據鈴木株式會社的說法，Variable-Miller-Cycle Non-Throtte-Valve非油門主導可變閥門米拿式循環引擎一方面能節省燃油/提高引擎效率高達40%，同時輕巧的體積和所提供的加速爆炸力絕對適合電單車使用。 我們常見的四衝程引擎，運轉方式是Otto-cycle奧圖往復式四行程。四衝程引擎運作有四個程序：進氣->壓縮->點火->排氣。要改善引擎效率，便需要在這四個步驟中著手。
　
在電單車機械設計上，我們見到有雙渦流燃燒室，Twin-Sparks雙火咀點火，或是隨著引擎轉數而改變閥門開啟角度或開啟數目的可變閥門技術，或是安裝在排氣喉內的排氣阻力可變技術等等。不同車廠雖然在執行的細節上有所不同，但都是環繞在這四個程序中發展。
　 以完美主義角度來看，我們現在使用的引擎，燃燒效率之低和耗油量之高，都是對環境和資源做成傷害和浪費。 因為就科學上的極限而言，一部內燃機的效率是不可能大過[1-Tc/Th]。這是熱物理學上無法突破的必然結果，也令到引擎大部份能量都轉化成熱能而白白消耗了 。Tc和Th是什麼呢？我們先看看引擎的壓力體積圖：
　 O->A是進氣行程
 A->B是進完油氣後的壓縮行程,此時,進排氣門都是關著的,而整個過程在密閉的汽缸中進行,是絕熱過程

 B->C是火咀點火，油氣燃燒，這時壓力急速上升，但活塞還沒動。
 C->D是活塞被強大的壓力推開從而產生動力，這是四個步驟中唯一產生動力輸出的行程，此過程也是另一個溫度較高的絕熱過程。

 D->A->O是死氣閥門打開，活塞上升並排除燃燒後的廢氣。緊接著O->A再來進氣行程......

Vmax就是活塞的下止點，Vmin就是活塞的上止點。壓縮比=(Vmax/Vmin)
　

A->B和C->D都是兩個不同溫度的絕熱過程。如果用【Tc】代表A->B過程的絕熱溫度，【Th】代表C->D過程的絕熱溫度 ，就科學上的極限而言，一部內燃機的效率是不可能大過[1-Tc/Th]。這是熱物理學上無法突破的必然結果，令到引擎大部份能量都轉化成熱能而白白消耗了。
　
Miller-Cycle米拿式循環引擎是怎麼一回事？
傳統引擎利用關閉油喉的蝴蝶掩來停止馬力輸出，在油門開與關之間，引擎蒙受大量的活塞損失pumping loss，浪費了燃油，也令馬力流失。米拿引擎和奧圖式引擎十分相似，但利用延遲生氣閥關閉的時間，來降低有效壓縮比與活塞損失pumping loss，從而調低進氣量和壓縮比。
第一代的米拿循環引擎是美國在40年代時發明出來的，它和一般的奧圖式往復四行程引擎大至基本原理相同，主要不同是在進氣到壓縮這個階段時，將進氣門關閉時間延後，也就是說在進氣後，活塞由下死點上升時，其行程的五分之一左右，進氣門保持開啟狀態，使得壓縮比減少，縮短了壓縮行程，降低了熱能的損失，也能防止爆震，減少廢氣的排放污染。
近年Mazda發展的米拿式循環引擎，發展出利用super-charge機械增壓器的方法，在引擎低轉時幫忙進氣，營造出「膨脹比」較「壓縮比」大的狀況，來搾取同級引擎沒有的額外馬力。
而Suzuki的慳油引擎名字中雖然有Miller-Cycle的字眼，也是在引擎閥門的開合上花功夫，但在主旨細節上又 和Mazda的Miller-Cycle引擎，運作原理完全不同。
　
　

傳統引擎的生死氣閥，是一個被動的構件。閥門開啟的頻率和角度，要視乎引擎不同轉數而定。Suzuki的【非油門主導 - 可變閥門米拿式循環引擎】卻提出一項創造性的革新點：
　
　 主宰加減速的靈魂，不再是油門(Throtte)而是引擎閥門(Engine Valve)，引擎閥門反過來是一項主動性的構件。採用著一條Suzuki研發，全新設計的三維式凸輪軸來控制引擎閥門的1)開啟時機，2)開啟時間，和3)開啟角度，從而控制油氣進入燃燒室的數量。
　
　 Suzuki的全新Variable-Miller-Cycle Non-Throtte-Valve非油門主導 - 可變閥門米拿式循環引擎，利用三維式凸輪軸複雜的表面來控制引擎閥門。如上圖所示，Suzuki利用一個精巧的加速馬達，連帶著一份複雜的加速推桿，不停地把三維式凸輪軸移到最佳位置來操控引擎閥門。
　
　 另一方面，新引擎的閥門開合時機，能提高燃燒室內的「膨脹比」 ，令燃燒效率進一步轉化成動能。和Mazda的Miller-cycle引擎一樣，引擎越高轉數越精神，也最能發揮慳油作用，正正適合電單車使用。不過這引擎有一個天生的弱點，便是引擎牽引力不及傳統引擎。Suzuki需要另外研發多一個牽引力裝置來作出補償。
　 據鈴木株式會社的說法，Variable-Miller-Cycle Non-Throtte-Valve非油門主導可變閥門米拿式循環引擎一方面能節省燃油/提高引擎效率高達40%，同時輕巧的體積和所提供的加速爆炸力絕對適合電單車使用。

反觀其他現有的環保引擎，例如電能或氫能設計，爆炸力度表現平淡，未必能滿足電單車迷對加速爆炸力的要求。

將來新引擎會有最少兩種駕駛模式，例如Sport和Ecological可供車主選擇。希望這臺Variable-Miller-Cycle Non-Throtte-Valve引擎能帶領我們進入二輪動力新紀元，我等！
　 以往相關內容： <新世代氫能綿羊>  <四衝引擎種類>