《Nissan Sentra》仙草科技回顧（01）高壓縮比引擎關鍵報告

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。此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。

▲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引擎依然採用傳統多點噴射系統。

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，被迫停止導入台灣市場，對許多人來說應該會覺得很震撼，「小排氣量+缸內直噴+渦輪增壓」不就是引擎發展趨勢嗎？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依照「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，引擎部分唯有Hybrid、PHEV能過關，目前趨勢大致上就是這樣，就是要逼迫燃油引擎從汽車中消失。

因直噴引擎會增加碳微粒、NOx污染，唯有少數引擎例外，面對日益緊縮的環保法規相對不利，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。

▲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，之前討論過的Toyota Dynamic Force引擎便是如此。

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。

▲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。

▲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，相關技術顯然還是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。

▲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。

▲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。

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