汽車種類的演化◆天然氣引擎有更高的辛烷值 Natural Gad Engine

由於天然氣的自然儲量更勝石油,加上其本身燃氣特性,也適用於內燃機引擎的燃料使用。相較於柴油引擎,雖然使用天然氣的內燃機能量效率較低,但由於完全不會產生粒狀污染物,氮氧化物排放量也相對低上許多,因此在污染值的部分天然氣引擎有其優勢。

相較於汽油引擎,也以點火方式引燃的天然氣引擎具有更高的辛烷值,因此壓縮比可以更為提昇,搭配多點噴射系統與渦輪增壓器,讓天然氣引擎可擁有與當前汽柴油引擎不相上下的輸出效能。目前全球市場中,美國市場可以說是最早使用天然氣引擎的國家,而南美的阿根廷與巴西、巴基斯坦、義大利與印度等國家,天然氣動力車款也相當普及。

由於天然氣與汽油兩者間的共通特性,許多汽車品牌也推出雙燃料動力車款,車輛所搭載的引擎可同時使用天然氣與汽油,讓燃料選擇更為彈性。

美國市場可以說是最早使用天然氣引擎的國家。

汽車種類的演化◆動力主流的汽油引擎Petrol Engine

內燃機發明以前,18世紀主要以蒸汽機(外燃機)發展為主,直至1860年比利時工程師Lenoir,Jean Joseph Etienne發明首具以天然氣為燃料的內燃機引擎,正式宣告蒸汽機時代的結束。1876年德國工程師Nicolaus Otto進一步開發出四行程的內燃機引擎,不過仍以煤氣為使用燃料,直至M.Benz汽車創辦者之一的Gottlieb Wilhelm Daimler於1885年正式發明了以汽油為燃料的內燃機引擎後,才正式開啟汽油引擎時代。

蔚為當前汽車使用動力主流的汽油引擎,採用四衝程循環的往復活塞式設計,每次循環具備進氣、壓縮、點火、排氣四個過程。另外除了往復活塞式設計以外,也另有名為轉子引擎的無活塞式汽油引擎。

當前汽油引擎朝向小排氣量規格發展,藉由增壓系統、燃油缸內直噴技術與可變汽門正時系統提昇輸出效能。

為了提昇汽油引擎的運轉效率,Gottlieb Wilhelm Daimler率先將運用在礦井通道通風機器的魯式機械增壓器運用在汽油引擎上,而渦輪增壓系統最早則是運用在航空與軍事領域上,直至1960年才開始導入汽車領域。近幾年來由於排放法規的嚴苛,汽油引擎朝向小排氣量規格發展,為了提昇運作效能,除了導入增壓裝置以外,同時運用燃油缸內直噴技術與可變氣門正時系統,讓效能更為提昇。

汽車種類的演化◆省油效率佳、低轉速高扭力的柴油引擎Diesel Engine

1892年由德國工程師Rudolf Christian Karl Diesel所發明的柴油引擎,不同於汽油引擎需要點火過程,而是以壓縮產生高壓與高溫點燃氣化燃料,因此又名壓燃式引擎。柴油引擎有著省油效率佳、低轉速高扭力特性,也因優異的省油效應,可以減少二氧化碳排放量,但減少碳排之際,也會排放出以碳粒為主的懸浮微粒與超懸浮微粒、氮氧化物等氣體。

為讓柴油引擎符合當前越趨嚴苛的排放法規,新世代柴油引擎皆配置了許多可減低廢氣排放的裝置,如廢氣再循環系統、碳微粒過濾器、環保汽車尿素等。而為提昇柴油引擎的輸出效率,除了搭配渦輪增壓系統以外,於1990年更研發出高壓共軌供油系統,以電子方式精確控制進入汽缸的柴油油量與供油時機,搭配供油管內的更高壓力,讓燃油霧化效果更佳,燃燒更完全,噪音與振動也獲得降低。因共軌供油系統之優勢,當前全球車廠所使用的新世代柴油引擎,幾乎皆採用此供油技術。

1990年研發的高壓共軌供油系統讓柴油引擎效能更佳。