2013年12月28日 星期六

目前市場上銷售的汽車省油産品:由進氣歧管輸入空氣裝置 - 實例探討1

在本書內,我避免討論個別的産品,而專注在討論一般性的技術領域。但是我在實例探討裏,我討論的是廣告作的很多産品,有很多的廣告說辭。雖然在實例探討中,我不顯示個別産品的名稱。我的討論是專注在個別産品的廣告說辭。我在實例探討裏討論這些産品的廣告資訊及說辭與我所瞭解的離論及邏輯思考結論之間的差異。

爲了避免懷疑,讀者要知道:

1. 實例探討專注在用理論及邏輯來對廣高資訊及說辭提出我的懷疑點(就是,在廣告說辭及資訊說能作得到,但是由理論及邏輯觀點判斷做不到的專案)。

2. 我只考慮耗油量而不是性能。

本裝置發明的背景是在化油器型的車子還是很普遍的時期。首先讓我們看看本裝置的專利申請書,重點節如下:

「典型的引擎是在怠速下調整,所以引擎在怠速下操作最好。這是唯一實際的調整引擎的方法。所以當汽車在行走時,引擎的負載一直在改變,這些實際的引擎操作狀況都沒有最佳化,因此會排放沒有完全燃燒的燃料而降低引擎效率。

這裏提供一個燃燒比例控制裝置給用火花點火的內燃機,包含一個輔助空氣閥………….使引擎內的空氣與燃料的比例在13:1到15:1範圍內,最好是在14.4:1到14.7:1範圍內。

本發明的輔助空氣閥作爲燃燒比例控制裝置使引擎操作時進氣歧管內,同時也在引擎的汽缸內,的空氣與燃料混合比例隨時都是最佳化或接近最佳化。這會降低沒有完全燃燒的燃料及部份完全燃燒的燃料由引擎排放的空氣污染物排放量,因此降低一氧化碳及碳水化合物排放到大氣的量。」

專案申請的文字說明強烈的建議此閥的設計是在某些狀況下提供空氣使引擎中空氣的比例增加。這個做法很有道理:有些對車子稍懂一點的讀者會知道在怠速時,可以調節化油器的比例調整螺絲得到正確的CO值(用來量測空氣與燃料比例或λ)。在怠速以外車子有負載或行進中的車子的λ或空氣與燃料比例會依據化油器的噴嘴/針設定,通常都不是最理想的。

這個裝置的主要省油效果是1993年廠商請一獨立測試公司所得到的測試資料。這個測試使用的車子是一輛1988有化油器的車子。所以這是很清楚及一致。因爲本裝置發明的背景是在化油器型的車子還是很普遍的時期。重點是這個測試不能代表新型的車種。新型的車種不再使用 The 化油器,被電腦控制的噴油系統替換,引擎設計師能精確的指定λ值給所有的承載及速度點。在大部份的操作條件下,排氣的λ偵測器修正任何差異。實際上新型的車種不再有「怠速混合比例」裝置。在任何的條件下,新型車種的混合比例都會保持在最佳值(或接近最佳值),並不是只在怠速狀況下。因此,不可能用附加的比例調節裝置來增加燃料效率。因爲比例以經是最佳化了。

但是此裝置的廣告並不是專對舊型的車種,而實際上,這個裝置的廣告說辭甚至否認這個裝置是用調整空氣/燃料比例來達到效果。這個裝置的廣告說辭是這個裝置的主要效用在增加擾流,而在專利申請書上並沒有主張這一點。而且獨立測試公司的測試資料並沒有任何擾流增加的資料,雖然量測擾流是非常容易的實驗。

是的,增加引擎汽缸的擾流會對降低耗油量及空氣污染物排放量有效益,請參閱擾流産生裝置節。但是最大的效益也只有大約2%,因爲新型的引擎汽缸裏已經有很高層度的擾流。而且更基本的是,增加汽缸裏的擾流的最大效益是更快的燃燒。當裏有足夠的擾流會影響耗油量時, 你必須改變點火時間及順序10 - 20 度來補償增加的燃燒效益。

本裝置的另一個廣告說辭是它能改良噴霧使燃燒更完全。在一次,本裝置沒有提供任何資料證明改良的噴霧,這也是很容易的量測的。而且它忽略這個事實,新型引擎的噴霧是已經非常的好,在正常開車的條件下,燃燒效率已經是98%以上。所以省油的可能性非常小。參閱噴霧改良裝置節。

所以:

- 有很強的理論理由相信這個裝置不會顯著的增加擾流。
- 也沒有測試資料證明這個裝置會增加擾留。
- 而且我們對引擎理論及實驗上的瞭解,即使能增加擾流,這不是事實,也不會得到10-15%的耗油量減低。
- 本裝置無疑的可以增加化油汽車種的空氣比例,這是觀察到的一些改良的原因。

現在轉移話題不要討論理論面,本裝置的廣告提出了很多的雜誌評論,但只有正面的,負面的都沒有放在廣告上。而且這些雜誌評論都沒有任何的科學測試輸據。在怠速及快怠速有很多量測的空氣污染物排放資料,但是都沒有NOx。而且路試量測的耗油量完全不是在控制下的實驗。而且這些正面的評論都是屬於情緒的評論,都是憑「感覺」而不是實際的測試資料。當然有些駕駛人一定會「感覺」很好。最後,這些評論及證言都是來自老舊型的車種,不適用於新型的車種。

本裝置提出的一個論點,也是其他省油裝置廠商的論點,是每個用過的人都相信,而挑剔的人都是沒有用過的人。當然本裝置的製造商及經銷商,以包括其他裝置的製造商及經銷商,在廣告中都只顯示正面的訊息,也些看起來還蠻有說服力的。但是最重要的是,當我們讀這些報告時,我們要認清它們是依據科學測試資料還是依據感覺及沒有控制的測試。當然有很多的人會感覺很好,但是也有很多人感覺不好,廠商則完全忽略他們的存在。裏如,在一個運動論壇我看到:

「剛把這裝置拿掉。比以前,車子的動力更強、更容易煞車、而且開起來更安靜。如果任何人安裝有這個裝置,我強力的建議他將它拿掉……讓引擎控制單元發揮它設計的功用。」

「使用6個月後,我把它拿掉,改進很大。真是浪費錢!」

在廠商的廣告中從來沒有看到這些證言,要怎麽說呢?

爲什麽我個人重來沒有安裝測試這些裝置,而可以評估它們呢?原因是,我可以作測試,但是不能得到任何有意義的結論。任何耗油量的增減都因爲正常開車的變數而沒有意義。我只能在怠速下量測空氣污染物排放(基本上是CO及HC),這無法證明開車時的空氣污染物排放及對環境的影響。正確的測試需要各種的行駛周期測試各種不同的狀況,安裝或沒有安裝省油産品,對個人來說,花費過高,即使握能證明一個産品真的有效果,利潤也是廠商得到。因此廠商要證明給消費者這些産品真的有效果。而消費者只需用理論、邏輯思考、及評估廠商的測試數劇作判斷。再說一次,不是消費者的責任來證明一個産品有效或沒有效,而是廠商必須用正確的科學測試來證明産品確實有效。

我們也可以用英國廣告標準管制機關的判例來說明獨立公正機關對這個裝置的評估。我在本書前面說明過英國廣告標準管制機關的性能。英國廣告標準管制機關的判決書很長,其摘要如下:英國廣告標準管制機關相信這個裝置沒有任何可以相信的證據顯示這個裝置能降第耗油量、減少空氣污染物排放量或增加性能。因此英國廣告標準管制機關禁止這個産品在一般印刷的廣告(雜誌等)不得有這一類的說辭,尤其是宣稱能省15%的油。請注意,英國廣告標準管制機關只能管一般印刷的廣告而不能管網際網路的廣告。

在英國廣告標準管制機關的壓力下,廠商終於用新型車及適當的科學測試作空氣污染物排放及耗油量量測。結果證明這個裝置對新型車的效果不如其原始的期望。

測試結果的摘要如下:

- 耗油量降低約1%。
- NOx增加約5%。
- HC及CO降低約10%。

這裏最重要的是耗油量只降低1% 比原來的說辭15%低很多。即使這個結果代表技術改良而不是測試的變化(請參閱如何做正確的測試節),省的油不夠安裝這套裝置的費用。

這個裝置也宣稱對λ控制的車子有效益「在高速行駛時,λ開環而空氣燃料比控制關閉」,但是也沒有看到任何的證據。通常λ控制在所有行駛的狀況下都啟動,引擎只有在接近全載時會開環。 在高承載狀況時,根本沒有進氣歧管真空將空氣吸入這裝置,所以對引擎的影響很小。而且EUDC測試周期這些車輛的行駛速度高達120 km/h(75 mph),所以不能稱爲低承載或低速。尤其是這些測試車輛都是相對的低動力車輛;EUDC周期要求的加速是在20秒由99 km/h到120 km/h,而福特測試是在10秒鐘到最高速度。如果這裝置真的有效益,這一類的測試一定可以看到效益的。

本裝置的另外一個說辭是,此裝置適用于歐盟一期的車種,因爲,廠商的說辭,「λ控制沒有測試的歐盟三期車子那麽有效」,因此可以讓這個裝置操縱空氣燃料比。其實歐盟一到四期的基本λ控制都是一樣的,差異很小。如果廠商認爲它們的裝置飾用於歐盟一期車種,而且這是很重要的因素,爲什麽測試時沒有歐盟一期的車種?

有關有毒空氣污染物排放(HC、CO、NOx),測試結果並沒有很清楚的趨勢,最合理的結論是有沒有安裝這個裝置,空氣污染物排放都依樣。引申的結論是這個裝置對燃燒程式沒有顯著的影響(好或壞),因此,建議這裝置有關擾流的說辭是有問題。而NOx沒有顯著的增高表示引擎控制單元的λ控制器很有效的補償此裝置引進的額外空氣。

由以上所的到的結論是:即使測試廠商所選的λ控制測試車種、經過廠商調整到最佳狀態、而且廠商完全的控制測試,這個裝置也只能顯示非常小的耗油量及空氣污染物排放效益。

以上的觀察也可以用到其他的省油産品。在這些省油裝置的廣告裏,有上百上千的人都相信,當使用省油産品後,他們的λ控制的車種可以省10%、20%或更多的油。但是經過科學測試後,其他所有的條件都不變,只改變使用或不使用省有産品,所有的效益都看不到。結論是這些觀察到省很多油的人如果不是判斷錯誤就是被其他的改變,如開車的習慣、行程的型式等,所愚弄。所以我們一定要記得,不要太相信證言,不管是省油産品或其他種類的産品。

本産品的另一個宣稱的功能是提升性能。大部份的省油産品都宣稱能提升性能。但是這個産品的說辭是其主要功能是提升性能,而省油只是附帶的。

在由進氣歧管輸入空氣裝置節有詳細的說明爲什麽這一類的裝置對性能的影響很小。總而言之,當進氣閥完全開放石,進氣歧管幾乎沒有真空,有以這個裝置引入的空氣幾乎是零。因此擔心這裝置在進氣閥全開時會引進過多的空氣而導致過熱損壞,是過於多心了。事實上,即使這裝置沒有宣稱能提升引擎動力或扭力,一般性能的定義,它們唯一的行駛周期測試資料只增加1到 2%的操作馬力。這是一般駕駛人完全無法感受得到的,而且是在底盤動力測試機的測試誤差之內。

那,爲什麽很多使用人宣稱,安裝這裝置後,他們的車開的更快呢?最主要原因是心理因素,尤其是這裝置啟動時會産生很響的聲音。任何能使引擎聲音變大的修改,都被認爲是提升性能。然而此産品會影響車子的駕駛感覺,會被視爲提升性能。

許多新型的車種,加速踏板與進氣閥葉片之間並沒有值借 的關係。加速踏板送一個訊號到引擎控制單元,引擎控制單元則調整葉片的位置。引擎設計師可以自由的選擇葉片如何反應加速踏板的輸入資料,這駕駛感覺校準就是駕駛人對車子的感覺。例如,當駕駛人突然放鬆加速踏板(揀慢或換檔),會有兩種可能的反應:

1. 進氣閥葉片立即快速的關閉,引擎立即降到最低的扭力輸入。這會有一種非常敏銳的反應擊很多引擎煞車,通常是需要的。但是因爲引擎節流很多,再駕駛人再踩加速踏板時,會延遲全扭力的出現。這就是通稱的平點,尤其是當簡單的系統在快速進氣閥動作時,努力的要維持空氣污染物排放不超過規範。

2. 慢慢的關上葉片,不是很快的完全關上,類似的方法是拉怠速控制閥。這會維持比較高的引擎扭力,而對再踩加速踏板的反應比較快。但是會得到感覺車子還是在行進,沒有引擎煞車,有些駕駛人覺得不愉快,也會增加耗油量。

理想的汽車反應完全是由駕駛人的喜好而定。但是反應(2)在換檔時會很平順的輸出動力,因爲在換文件時引擎不會停止作用,所以會稍微的改良經由排文件加速。引擎設計師希望能結合(1)及(2),提供足夠的引擎煞車及平順的換檔,但是不一定會成功。

這與這個裝置有什麽關聯?基本上,這個裝置使用的閥的作用爲旁通進氣閥輸入空氣,仿真一個比較大的進氣閥開口,將反應(1)轉變成反應(2)。如果你的車子的設定是反應(1),而你比較喜歡反應(2)的感覺,則當你的車子安裝了這個裝置時,你會感覺車子操作的性能更好。但是這不是傳統的性能提升,可以由上述的行駛周期測試說明清楚。

一般來說,這個裝置對真正的性能的影響很小,原因如上,最有可能的效益是來自再換檔時進氣閥關閉比較少而導致稍微快一點的排文件加速。這個裝置做了一系列的性能測試這些測試的設計及執行都很好。使用的底盤動力測試機在業界的評價很高,而且避免了高變化的快速加速。

不幸的是,這個測試沒有做關鍵的A-B-A測試檢驗。只證明安裝一個裝置後會有改良是不夠的。必須還要證明當這個裝置拿掉後,改良就不存在。否則可能是一些完全不同的外在因素導致改良提升。在本裝置的性能測試,這些因素可能包含:

- 風速,在高速下行駛,即使km/hr的風速也會有顯著的影響。
- 油、冷卻劑、及車胎等的溫度。
- 油箱的油的液位,即使是4公升的汽油,也會改變0.5%的車子重量及加速。
- 其他。

當然,很有可能測試時這些因素都沒有改變,但是沒有A-B-A測試我門就不可能知道。

即使假設這測試是正確的,很清楚的是絕對的性能提升並不顯著,在大部分的狀況下約3%。用文字敍述,這等於:

- 引擎增加2馬力;
- 溫度降低10oC;
- 空氣壓力增加25;及
- 由汽油箱使用20公升的汽油。

大部分的駕駛人都不可能感覺到這個層次大小的改變。這代表有些駕駛人感覺到的性能提升是來自感覺進氣閥的反應速度,而不是實際客觀的更好的性能。有些駕駛人無疑的喜歡這種改變的感覺,對他們來說,值回購買本産品的價錢。但是我門一定要瞭解,這只是改變性能的特性而不是改變性能的量。但是正面的來說,這性能特性的並沒有增加耗油量或空氣污染物排放量。比一些其他的産品好。

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