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渦輪系統基礎概念增壓高低決定勝負

2009.11.03  作者:OPTION  

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(高雄市左營區/楊明智)
Q.
Grand編輯大大你好,關於渦輪增壓有些問題想請教:
1.所謂bar數的算法是如何計算的?
2.瞬壓、恆壓是什麼意思?
3.增壓值愈大就愈會跑嗎?
4.道路用車最誇張可以做到幾bar?

A.
1.表示增壓值大小的單位,常用的是您所說的bar與另一者為kg/cm2,兩者皆為表示壓力的單位,在理論狀態下換算1kg/cm=0.98bar。由於用於強制進氣的壓力表示時,1與0.98的差異微乎其微,原因在於即便是針對直線加速設定的馬力怪獸,增壓值頂多亦在2bar之譜,換算出2.04kg/cm2的數值即使稱之為kg/cm2差異亦不太多,更不用說0.5bar與0.5kg/cm2的差異更小,所以我們常會看到無論書籍或店家宣稱的資料,增壓值的單位使用都相當隨意,這並不表示缺乏專業度,而是在基礎認知上,這樣的差別並不構成影響。
至於計算方式,自然進氣引擎工作時,引擎內部為負壓狀態,我們可以藉由真空錶來檢查內壓是否正常,用作判別工作狀態的依據;而如渦輪引擎的強制進氣車輛,在轉速持續攀升時,增壓值亦會逐漸累積上漲,此時引擎內壓會由負轉正,直到藉由排氣洩壓閥控制的最大增壓值後維持不動,或鬆開油門一次將壓力洩除,這連串的動作都可以經由加裝增壓錶來觀察箇中變化,與其說要計算,不如說它只是一項物理表徵,類似以溫度計來得知溫度,但轉換為以增壓錶得知bar數。
2.延續上一個問題,使用渦輪增壓錶來觀察壓力,除得知數據外,更蘊藏渦輪作動的一個重點。一般來說,不管是原廠渦輪車或改裝渦輪車,其行車電腦或改裝電腦都會給予渦輪一個壓力值上限,稱為渦輪最大增壓值。假設增壓值設定在1.0bar,那麼在所有機件皆正常的作動下,不管如何鼓催油門,增壓錶的指針永遠都會停在1.0bar的位置,這就是我們所說的恆壓。基本上恆壓跟設定的增壓值應該是相同的,但有時在全力催油,會發現增壓錶表示指針衝到1.1或1.2bar,這就是坊間常聽到的瞬間增壓值,基本上是因為排氣洩壓裝置來不及將壓力洩放所致,算是硬體設計不完善造成的問題,並非應有的現象,出現此情形時,則可藉由Wastegate大氣洩放式排氣洩壓閥來修正。總而言之,正確的增壓設定應該是預設增壓值=瞬壓=恆壓,才能讓引擎在極限與耐用度兩者間取得絕佳平衡。
3.會不會跑的界定其實見仁見智,我們只能說增壓值大小會改變車輛的輸出特性,以同樣的渦輪本體來說,在0.5bar左右的輕增壓時,會有較小的渦輪遲滯,輸出反應亦較快,而加大增壓值後則反之,注重中後段的加速性,與最大馬力值的提昇。要說會跑就端看是在什麼場合,市區、山路或彎道多的賽道,輕增壓能發揮靈敏的特性,而拼直線、高速等,高增壓又占有相對優勢,這亦是筆者經常強調改裝應視需求而定的一項原因,且過度提高增壓值對於渦輪本體也會帶來不正常的損耗,加速渦輪壽命的衰減,更重要的是引擎出力不見得會提高許多,設定增壓值的高低還是須視渦輪本體的特性、引擎強度與周邊搭配來決定。
4.其實以一般道路用車來說,筆者仍建議以0.5~0.7bar即已足夠,藉以保有較好的反應、較低的油耗,與更長久的耐用度等,雖然不能將馬力相當大幅提昇,但以150匹層級引擎來說,要增加30~50匹絕對綽綽有餘,足夠讓車主在同級車中難逢敵手。至於最誇張的做法,其實現在的紅頭STI引擎原廠就有1.4bar的高增壓值,甚至Porsche 996 Turbo原廠增壓值都動輒1.6~1.8 bar,能承受這麼高的壓力關鍵就在於原廠引擎體質的強健,因此街車最適合的做法,或許仍應回歸引擎本體先天強度來考量。(Grand)

 

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