別再跟飆車劃上等號!無可抵擋的渦輪車潮流 (上)

搭載純自然進氣引擎的終極超跑愈來愈少,1993年邁凱輪F1(左)以6.0升V12自然進氣引擎輸出627匹馬力,曾以超過380km/h的極速創下最速量產車紀錄;新世代P1(右)則以3.8升V8雙渦輪引擎加上Hybrid,輸出驚人的916匹馬力!
 摘自McLaren
搭載純自然進氣引擎的終極超跑愈來愈少,1993年邁凱輪F1(左)以6.0升V12自然進氣引擎輸出627匹馬力,曾以超過380km/h的極速創下最速量產車紀錄;新世代P1(右)則以3.8升V8雙渦輪引擎加上Hybrid,輸出驚人的916匹馬力! 摘自McLaren

「掛螺仔」在十幾年前是個跟飆車族劃上等號的詞彙,耗油、難開、易壞等等你想得到的批評,通通能套在渦輪改裝車身上。不過現今卻愈來愈多車廠紛紛替新車掛上渦輪,大幅提升性能表現,究竟渦輪車一定好嗎?有哪些缺點呢?

在油電車貨物稅優惠取消後,Lexus將引進搭載2.0升渦輪動力的200t車型,渦...
在油電車貨物稅優惠取消後,Lexus將引進搭載2.0升渦輪動力的200t車型,渦輪車對於保守型買家來說又是新體驗。 摘自Lexus

首先你要知道,渦輪不是這幾十年才出現的玩意兒,它首次被大量運用是在第一次大戰期間的飛機引擎,掐指一算已經超過百年,作為多數人的曾曾祖父都不為過。

而引擎在加裝渦輪之前,我們稱它為自然進氣引擎,它主宰汽車動力超過半個世紀,比如你我最熟悉的超級跑車品牌─法拉利,在兩年前仍然以效率極高的自然進氣引擎聞名,但採用Hybrid油電動力的馬王LaFerrari,以及搭載V8渦輪引擎的488 GTB最近也陸續問世。

自然進氣引擎的原理很簡單,就是靠著汽油及空氣混合,在引擎裡一次次地被燃燒爆炸,使活塞不斷來回運動,帶動引擎來產生動力,簡單來說,活塞動得愈快,引擎轉速愈高,輸出動力就愈大。這也就是法拉利跑車的一大特色,因為它的引擎極易「拉轉」,以排氣量4.5升的458 Speciale跑車來看,它的最大馬力為605匹,也就是每1公升排氣量可以榨出將近135匹的馬力。

如果拿來跟Toyota Altis相比,Altis採用1.8升自然進氣引擎,可輸出140匹,換算下來,458 Speciale的引擎效率差不多是Altis的1.7倍。

加裝渦輪後,就連休旅車Kuga 1.5的引擎容積效率都能輕易接近超跑458 Sp...
加裝渦輪後,就連休旅車Kuga 1.5的引擎容積效率都能輕易接近超跑458 Speciale。 摘自Toyota、Ferrari、Ford

可是你知道嗎?最近剛小改款的福特Kuga休旅車,它的1.5升渦輪引擎可輸出180匹馬力,達到每1公升輸出120匹的水準。從這例子來看,加裝渦輪一大好處就是用比較少的排氣量,輸出等同於超跑自然進氣引擎的效率,在台灣還能享受比較便宜的汽車牌照稅。

這下就令人好奇了,渦輪是憑什麼讓一部休旅車能夠比肩超級跑車的效率?簡單來說,渦輪就像是一台「空氣壓縮機」,強制讓更多空氣進入引擎,就能夠燃燒更多的汽油。

渦輪就像「空氣壓縮機」,將更多空氣吸進引擎,可以與更多汽油混合燃燒,效率自然增加...
渦輪就像「空氣壓縮機」,將更多空氣吸進引擎,可以與更多汽油混合燃燒,效率自然增加。 摘自skyroadster.com

而從「自然進氣」引擎的名字來看,就是利用自然界的大氣壓力(也就是1大氣壓)來讓空氣進入引擎,所以加裝渦輪的引擎,因為另外再強制進氣,引擎的進氣壓力就會高於1大氣壓,至於高出多少,我們就叫它「增壓值」,

那渦輪要怎麼強制進氣呢?你可以把它想成資源回收,將引擎排氣口流出的廢氣重新接上管線,流入渦輪後,就會吹動裡面類似電風扇的葉片,這個葉片會再牽動另一個葉片。這「另一個葉片」就像電風扇的背面,會將更多新鮮空氣吸入引擎的進氣管,就能產生超過1大氣壓的進氣壓力。

然而這個「資源回收」的動作,勢必會讓引擎室的工作溫度升高,強制進氣後也會消耗更多的汽油,加上以前加裝渦輪都是性能考量,自然也沒有控制油耗的觀念。

多一具渦輪處理高溫廢氣,勢必增加引擎的工作負荷,如何克服這些缺點是渦輪普及化的關...
多一具渦輪處理高溫廢氣,勢必增加引擎的工作負荷,如何克服這些缺點是渦輪普及化的關鍵。 摘自Youtube

這時,還為了考量引擎的耐用度,也必須降低引擎內部的壓力(即壓縮比),等同於降低引擎的工作效率。而且,引擎隨著油門、轉速的變化,廢氣的排出量無法保持穩定,推動渦輪葉片就會不順,產生所謂的「渦輪遲滯」現象。

至於車廠要如何在維持渦輪優點的同時,又能克服這些缺點?請見下集。

更清楚的渦輪工作原理請見以下影片

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