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米勒循環與阿特金森循環的秘密差異：為何超過20%的動力輸出被轉化？
在內燃機的工程領域中，米勒循環作為一種熱力學循環，該循環由美國工程師拉爾夫·米勒於1957年提出並專利，標誌著內燃機技術的一次重大變革。這項技術不僅使得內燃機的運作效率提高，也為環保動力系統打下基礎。
米勒循環的設計使得引擎在運行中能抵消由阿特金森循環帶來的性能損失。
米勒循環的基本原理
傳統活塞式內燃機一般使用四行程運作，其中兩個被視為高功率行程：壓縮行程和動力行程。在米勒循環中，進氣閥的開啟時間被延長，這樣在壓縮行程中初期可將部分混合氣體推出，形成所謂的「第五行程」。這樣的設計雖然有助於提升能量轉換效率，但也產生了挑戰，因為部分氣體被排放回進氣歧管。
而在米勒循環中，這一損失由使用超增壓器所彌補，使得引擎的整體效能得以提高。
充氣溫度與壓縮比
在米勒循環中，低溫可提升空氣的密度，從而增強引擎的功率，而不需要增加氣缸和活塞的壓縮比。當充氣溫度降低時，燃料的混合氣在更高的力量下燃燒，幫助降低氮氧化物（NOx）的排放，特別是適用於重型柴油引擎。
此外，米勒循環優異的擴張比相較於壓縮比的特點，也使得在燃燒過程中可提取更多的功率，增加了引擎的整體效率。由此可見，這項技術在航空及行業運輸中的潛在應用非常廣泛。
透過增加有效壓縮比與擴張比，米勒循環達到了提升能效的目的。
超增壓器與涡轮增壓器的效益與挑戰
在米勒循環中，超增壓器通常會帶來約15%至20%的動力損失，以驅動增壓器進行充氣，而這正是其劣勢所在。但相比之下，涡轮增壓器能更高效地利用廢氣，減少對動力的依賴及壓力損失，尤其在不要求低速時運行的情況下。
儘管涡轮增壓器在性能上存在延遲，但隨著技術的進步，其在商業引擎的應用潛力不容小覷。
米勒循環的優勢與應用
米勒循環的主要優勢在於其擴張比大於壓縮比，這使得在運行過程中可以更有效地減少排放物，進一步提升引擎性能。這一技術尤其適合應用於艦艇和大型發電廠的柴油引擎。
雖然米勒循環相較於阿特金森循環具有更好的動力輸出效果，但在實際應用中仍需平衡效率與結構成本之間的關係，以便根據實際需求做出調整。
在追求可持續發展的背景下，如何有效融合這些先進技術，將是推動內燃機技術進步的關鍵。
隨著對環保出行要求的日益增長，內燃機技術面臨著重大挑戰與機遇。米勒循環的進一步發展和應用，或將為未來的交通工具注入新的動力。隨著技術的進步，您認為哪種動力系統將成為下一個市場的主流？
