新世代渦輪 擋不住的趨勢
以往聽到渦輪增壓引擎,大家第一印象就是耗油,以及動力輸出不夠線性等,但新世代渦輪增壓引擎,早已克服以往的所有問題,並運用在市面上許多新車上,不論是強調經濟節能的小車,或是性能強悍的超級跑車,都可見到渦輪引擎的蹤跡,蠶食鯨吞自然進氣引擎的版圖!
第一部裝載渦輪增壓的內燃機,其實早於20世紀就已現身,並搭載於飛機上使用,期間歷經了二次世界大戰的淬鍊,因軍事需要不斷改進,使其渦輪增壓的技術快速進步,20世紀中便開始運用在汽車引擎上,相較一般自然進氣引擎,渦輪增壓最大的優勢便在於能創造高輸出的性能表現。
時光回溯至1970年代,當時Porsche 917/30賽車,便以搭載5.3升渦輪增壓引擎,在原廠的精心調校下,使其可爆發1100hp以上的最大馬力,相隔十年,F1賽車更透過渦輪增壓科技,以4~5bar的高增壓搭配超高轉速,讓僅有1.5升的渦輪增壓引擎可壓榨出900hp以上的最大馬力,要不是受限於周邊零件,以及引擎硬體的負荷極限,渦輪增壓引擎的極限可不僅如此。
如今在這科技發達的世代,除了引擎硬體的提升之外,車廠又是運用了那些科技來增加渦輪引擎的性能表現呢?我們為各位讀者列舉了下列主要三大科技,諸如缸內直噴、可變幾何渦輪,以及雙渦流渦輪等科技,進一步提升渦輪增壓引擎的性能表現。
首先為各位介紹「缸內直噴」技術,為了改善增壓所產生的高熱,舊世代渦輪增壓引擎往往藉由降低壓縮比提高供油降溫來避免爆震,這也影響引擎在未增壓時的效率,而導入缸內直噴技術後,直接噴入汽缸內的油會迅速吸熱汽化,不僅可降低汽缸內的溫度,也可將增壓值由以往的8.5~9.0提高至11以上,搭配精準供油的高壓噴油嘴,解決效率低落的問題,亦能兼顧性能與油耗表現。
接著談到另一大科技「可變幾何渦輪」,渦輪必須靠廢氣推動,每當低轉速或低負荷廢氣能量不足的時候,便會形成Turbo Lag渦輪遲滯的現象,為了改變此現象,可變幾何渦輪內部設有可動翼板,藉由一版的角度變化,可在低轉速與高轉速的廢氣經由不同路徑與角度推動渦輪葉片,藉此改善低轉速遲滯,並優化引擎高轉速時的出力表現。
最後要為大家介紹的就是「雙渦流渦輪」,所謂的Twin Scroll雙渦流渦輪,即是將渦輪的排氣側通道一分為二,分別接收不同汽缸排放的廢氣,可防止不同汽缸的排氣脈衝相互干擾,也能增加廢氣的流動速度,徹底將排氣能量有效地運用在推動渦輪葉片上,大幅增加渦輪於低轉速的反應。