[知識] 大氣灌頂動力全開,渦輪增壓還是猛!

[知識] 大氣灌頂動力全開,渦輪增壓還是猛!

雖然渦輪增壓有著耗油和噪音的問題,但加速性和樂趣可是自然進氣引擎所無法媲美,所幸隨著科技和材質的進步,渦輪增壓已非昔日吳下阿蒙。

過去為了提升引擎功率,除了增加排氣量外,最有效的莫過於加裝渦輪增壓,但甚麼是渦輪增壓,相信還有很多人根本不瞭解。 所謂渦輪增壓,是利用引擎所排放的廢氣來推動渦輪增加馬力,渦輪增壓器可分成排氣渦輪與進氣渦輪兩部分,結構上各有一個渦輪葉片,兩端由一軸承相結合。

渦輪增壓可稱得上是廢物利用,將引擎排出的廢氣引導用來驅動廢氣的渦輪葉片,而當廢氣渦輪旋轉時,進氣渦輪也跟著同步旋轉,如此可導入更多空氣以變成增壓。增壓後在相同容積內的空氣密度增加,含氧量也增加,經由節流閥進入進氣歧管的高壓空氣與從噴油嘴噴出的燃油,在燃燒室混合後,經火星塞點火爆炸而產生動力。

但是渦輪增壓卻有一大致命傷,就是所謂Turbo lag渦輪遲滯,這是因進氣壓力在到達1大氣壓前的現象,每一具渦輪引擎都多少會有此現象,而到達增壓前所需的時間越短,消耗的能量越少,渦輪遲滯的情況也就越輕微。 渦輪遲滯與渦輪最大增壓值無關,而是與渦輪的質小有關,越大的渦輪就越不容易推動,遲滯的情況會比較明顯,因此必須對應較大排氣量的引擎。新一代渦輪除了使用更輕、更耐高溫的材質之外,也開始運用滾珠式軸承設計,無非是為了降低遲滯、增進渦輪工作效率與壽命。

除此之外,以往為了避免渦輪增壓後所爆增的實際壓縮比而產生的爆震,都會將壓縮比降低,如此一來也導致低轉速扭力不佳的情形。隨著引擎材質不斷強化,燃油品質提升,現代渦輪引擎的壓縮比也提高,lag的現象也就消弭不少。

過去因引擎技術與材質較弱,日本車通常在功率輸出上必須借助於渦輪增壓,然而渦輪增壓在高油價時代卻不受歡迎,如今因Hybrid科技進步,讓渦輪增壓再度受到重視。 為了補足動力上的缺憾,車廠將原本用於賽車與飛機上的渦輪增壓轉變搭載於乘用車,這也開啟渦輪增壓乘用車的戰國時代,原本渦輪增壓有著大好前途,卻受到70年代石油危機的衝擊,原本有助於提升引擎功率的渦輪增壓,其經濟油耗性大受質疑,導致90年代起渦輪增壓逐漸退出,然而最近這種動力科技似乎又有死灰復燃的跡象,而且還是拜Hybrid所賜,就效能來看兩者好像沒有交集。

就市場上的觀察,21世紀起渦輪增壓似乎沒有像過去這般耗油,怎麼說呢?為了取代渦輪增壓,車廠多設計大排氣量引擎,然而這在高油價時代卻宛如過街老鼠,若能以更小排氣量加裝渦輪增壓後,提供相同的功率輸出和更佳的油耗表現,就成本上的投資報酬率來看似乎更好,因此MAZDA的新MPV,可是搭載直四2.3升引擎和渦輪增壓為組合,另外MITSUBISHI、HONDA也多有類似產品出現,就連歐洲的BMW,為了提升動力亦必須由渦輪增壓加持。

在這樣的情況下,汽油引擎本身的體積和排氣量都可以更小,所以就有車廠正研發渦輪增壓與Hybrid的組合套餐可行性,據了解這種可能性相當高,以現在的技術來看絕對不會是問題,且運轉平順和噪音都可作抑制,雖不若V6、V8大排氣量引擎來得安靜,但就功率輸出表現可一點都不遜色。

 
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