Toyota Prius Hybrid的引擎跟Honda Insight有何不同?

先前我們曾經企劃了「Honda Insight對決VW Golf 1.6 TDI」的油耗測試單元,其中我們也介紹了國外做的Toyota(豐田)PriusHonda(本田)Insight油耗測試 的集評影片,這時就有人問了:「看起來Prius好像真的都比Insight省油耶?」該怎麼說呢?其實,它們兩者的引擎循環設計理念,也是有蠻大的差異的。

Toyota是使用模擬Atkinson循環,而Honda是使用傳統Otto循環

說到Atkinson(阿特金森)循環,大家應該都不熟悉,但是說到Toyota的Prius,大家應該都知道;早在Prius的1.5升引擎上,就已經採用模擬Atkinson循環的方式,而當時在Prius發表時沒有特地強調這部份的差異,或許是有實驗性質的考量,擔心熟悉度不高會影響市場反應吧。

其實,在1882年在內燃機設計當中,Atkinson循環就已經出現,而相對一般車輛引擎所採取的「Otto」(奧圖)循環,Atkinson循環最大的差異就是活塞的四個行程(進氣、壓縮、動力、排氣)會在曲軸轉一圈(360°)內完成,而不若Otto循環,四個行程需要曲軸轉兩圈(720°)才完成。

一般Otto循環的活塞連桿是直接連結在曲軸上,而Atkinson循環的方式不直接將活塞連桿與曲軸連接,而是透過其它從動連桿的連接,讓活塞的往復行程與曲軸的旋轉發生關連,並讓曲軸在轉一圈(360°)之內做完活塞的四個行程。

ATKINSON引擎作動的影片

Atkinson循環引擎,它藉由進氣閥門較平常晚關閉的特殊設計,延遲壓縮行程的時間,製造「膨脹比大於壓縮比」的狀況,以求得更理想的熱效率。

換句話說,就是它引擎的進氣時間比壓縮時間更長,所以更能容納較多的混合氣以利燃燒,而由於在壓縮行程時,進氣閥門比較晚關閉,所以有部分的混合油氣會回到進氣岐管;與傳統的Otto循環引擎相比,引擎在單一循環中所需要的油氣也會比較少,因此也能達到油耗的經濟表現。

OTTO引擎作動的影片

Atkinson循環有幾個特點,好處是它在中轉速域時(約1000~4500轉上下),可以減少爆震產生、排氣熱能損失少、熱效率好、省油,但缺點就是低速運轉時,效率不佳(現已克服很多),而高速運轉卻又無法產生大馬力。擁有這樣特色的引擎循環,搭配在油電混合車身上,倒是一個完美的絕配。

怎麼說呢?在低速時,引擎停止運轉,利用馬達來行駛,而高速時,引擎馬力雖然輸出不佳,但卻又可以靠馬達來補足引擎馬力的不足;所以引擎剛好就它最佳熱效率的轉速域中發揮,達到節能的目的。Atkinson循環的模式,以同樣排氣量的引擎來說,是目前最省油的設計,比起缸內直噴還要節能,而馬力不足的部份則靠馬達來加強。

但、我們如何說Prius/Prius C的Hybrid引擎,是「模擬Atkinson循環」呢?因為,事實上Toyota用的引擎都還是傳統Otto循環引擎的本體,它活塞的四個行程(進氣、壓縮、動力、排氣)仍是在曲軸轉兩圈(720°)才完成。

它只是模擬出Atkinson循環的「膨脹比大於壓縮比」情形,藉由進氣閥門較平常晚關閉的特殊設計,延遲壓縮行程的時間,以求得更理想的熱效率、及更經濟的油耗表現。

下面的影片,請注意從30秒之後開始,它曲軸跟活塞之間的變化:

繼續看:
VW Golf 1.6 TDI的柴油引擎跟Honda Insight有何不同?
Toyota Prius動力分配裝置(PSD)及e-CVT無段變速系統的作動原理
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回應

#1 回覆: Toyota Prius Hybrid的引擎跟Honda Insight有何不同?

機關藏低咧倉庫...

受教了! 還有這差異!!

#2 回覆: Toyota Prius Hybrid的引擎跟Honda Insight有何不同?

atticus's picture

 可以說簡單來說Prius的引擎設計比較好嗎?

#3 回覆: Toyota Prius Hybrid的引擎跟Honda Insight有何不同?

sniper.liao's picture

不是這樣的...
就好像WINDOWS跟MAC,沒有誰比較好,但是用在HYBRID系統來說,PRIUS引擎的方式是比較適合節能環保使用的...
你看我最後兩段的說明就明白了~

山窮水盡疑無路

 

#4 回覆: Toyota Prius Hybrid的引擎跟Honda Insight有何不同?

我發現Atkinson與Otto只有一線之隔................

Atkinson如果中間上下擺動的搖臂做短一點而且如果也跟著曲軸做360旋轉 , Atkinson就會變成Otto......

從這點作出發點來想......一般Otto引擎曲柄軸(Clunkshaft)轉一圈活塞上下移動一次  , 而Atkinson轉一圈會移動兩次 , 所以Otto如果是1000Rpm就是1000次 , Atkinson同樣轉速就是2000次.............

而且如果都是直列引擎的話 , Atkinson會比Otto更沒有扭力 , 主要原因是因為Otto活塞上下作用的分力比Attkinson來得大 , Otto的作用點是直接在曲柄軸 , 而Atkinson不是.................

#5 回覆: Toyota Prius Hybrid的引擎跟Honda Insight有何不同?

sniper.liao's picture
ruf993rturbo wrote:

所以Otto如果是1000Rpm就是1000次 , Atkinson同樣轉速就是2000次...

這個地方是這樣的~
1000RPM時,兩者的曲軸都是轉1000圈,差別是在:
以單缸來說,OTTO只有點火500次;但是ATKINSON卻點火1000次。 
因為一開頭就說了,是1000RPM~所以大家都是轉1000圈,不會有人轉2000圈的~

山窮水盡疑無路

 

#6 回覆: Toyota Prius Hybrid的引擎跟Honda Insight有何不同?

linbaj1004's picture

有分 混連 並連 串連 3種

這3種省油不同當然照價也所不同

prius馬達壞了就只能請來拖吊車

相對的Insight馬達壞了還是可以開的

#7 回覆: Toyota Prius Hybrid的引擎跟Honda Insight有何不同?

sniper.liao's picture

沒錯,PRIUS的引擎輸出經過馬達控制模組分配,這地方的控制模組有問題了...車子是會停擺的。
應該不是指馬達單獨壞掉,然後車就拋錨了~

山窮水盡疑無路