關於Miller Cycle Engine（米勒循環引擎）
記者：Teddy 2000-07-16 | |
Miller Cycle Engine是馬自達獨特的引擎科技，運用在該廠2.3L KJ-ZEM的V6引擎上，讓這具引擎在3500rpm時能產生30kg.m的最大扭力，在5500rpm時能產生220ps的最大馬力。這是個令人印象非常深刻的性能表現，而除了性能外，Mazda更進一步宣稱這具引擎的油耗表現與一般兩公升級的引擎相當，可說是另一款兼顧性能與省油的新式引擎了。
▲米勒循環引擎工作原理
聽到了Miller Cycle，大多數人，包括讀機械出身的高材生，大概都是一頭霧水，因為我們在古典熱力學課本裡能找得到的內燃機熱機循環大概就只有兩種，分別是汽油引擎用的Otto Cycle和柴油引擎的Diesel Cycle。那Miller Cycle是怎麼回事?
它其實是Otto Cycle的一種改良，並不是一種新的熱機循環。跟轉子引擎一樣，Miller Cycle也不是Mazda發明的，它是由美國人Ralph Miller在四零年代所提出，但都是由Mazda把它成功的實際化並商業化。它是由什麼樣的想法來出發的呢?跟其他引擎的新科技也差不多，都是想要兼顧低油耗，高輸出和優良的駕駛性。想想，又要馬兒跑，又要馬兒不吃草，那要怎麼樣才能辦得到?那就是要盡量的壓榨出燃料中所含有的能量，Miller Cycle為了達到這個目的，使用了一個取巧的方法。
我們知道汽油引擎作的功都是在爆發行程所產生，那如果這個爆發行程能一直持續，活塞通過下死點的時間比較慢，就能盡量利用燃燒氣膨脹的壓力來產生功了。有一個稱為膨脹比的值，就是用來定義燃燒氣體膨脹後容積與燃燒室容積的比值。Miller Cycle引擎就是一種膨脹比大的引擎，代表了燃燒氣體膨脹的比較多，作的功比較大。
但是很糟糕的，膨脹比大，也代表著壓縮比的增加，壓縮比一提高，爆震的問題很難避免，怎麼辦呢?Miller Cycle取巧的地方就在這裡，它把進氣時吸進來的氣，又給偷偷的放了出去，於是在壓縮行程時，真正被壓縮的混合氣其實沒有這麼多，實際上的壓縮比沒有膨脹比這麼高，藉此有效的避免掉了爆震的問題。它怎麼偷偷放氣的呢?Miller Cycle的進氣閥非常慢關，大概是在活塞通過下死點後七十度，比一般的引擎大約慢了三十度左右，於是活塞在通過下死點後，便利用這七十度的時間把混合氣給推回進氣岐管，混合氣就待在那裡，等待下一次的進氣把它們給吸入汽缸內燃燒。
▲MAZDA Millenia
眼尖的讀者們大概已經發現了一個問題，引擎的進氣效率是多麼重要的一件事，一具引擎性能好不好，有九成是依賴在吸進來的空氣夠不夠多，今天Miller Cycle Engine居然把珍貴的進氣又給推了出去?豈不是一件很怪的事?是的，Miller Cycle Engine的進氣效率確實不好，這對車用引擎是個致命傷。
為了補救這個缺點，Mazda在他們的Miller Cycle Engine上加裝了一個增壓值最高達1.5bar的機械增壓器，用來增強不良的進氣效率。但這又產生了個問題，機械增壓器是要消耗能量的，所以Miller Cycle高膨脹比的效益又會被這個增壓器給消耗掉一些。嚴格的來看，會發現Mazda 的Miller Cycle Engine會有這麼高的輸出，其實Miller Cycle應該不是主因，反而是那具幫忙進氣的機械壓縮器佔了比較大的功勞。
Mazda的Miller Cycle Engine號稱可以降低百分之十到十五的油耗，使用簡單，成熟而有大量應用經驗的技術，這具引擎也曾為Mazda得到了不少的大獎，但是為什麼Mazda卻沒有持續的推出類似的引擎呢?
首先，這種引擎雖然能夠省油，但實際上的使用狀況一定比測試狀況要嚴苛，所以效果應該不會像Mazda宣稱的效果這麼好。更糟糕的，在增加了機械增壓器之後，這變成了一種昂貴的引擎，跟昂貴的造價比起來，節省下來的油費是不是划算就很有疑問了。所以不但Mazda沒有持續大力的開發類似的引擎，世界各車廠也沒有跟進的動作。
