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直噴搭檔

2008.08.26  作者:文/穆建偉  

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高效率、節能、環保是新世代引擎的發展概念,在此除缸內直噴為設計重點外,Turbo的搭配也成為趨勢之一。這項以往被視為追求馬力的武器,最近已成為提昇燃燒效益的必備品,透過自身不斷的進化與動力科技整合,渦輪增壓所展現的成果讓人驚艷!

渦輪增壓的魅力,在於它能以小排氣量榨出高額出力,同時由於作動上為排氣推動葉片轉子,等於是廢氣的循環再利用,加上壓縮進氣可帶來高度容積效率,故除了有利於動力表現外,對於排污與油耗控制也有相當大的貢獻。

過去由於噴油、點火技術不夠精密,渦輪引擎實際上並不省油,但在序列式點火、缸內直噴等架構出現後,由於不需額外供油提高冷卻性,且只在動力行程的上死點前燃爆,相對Turbo的節能效果也能進一步展現。另外,渦輪動力以往被人詬病的低轉遲滯現象,拜本身設計與可變氣門正時、揚程系統運用之賜,順暢性甚至可匹敵大排氣量NA引擎;以後者來說,氣門正時提前能讓反應加快,而揚程變化則能在高轉速強化過給壓力,所以從低到高轉速都能維持極為寬廣的扭力峰值。

可變葉片導流 隨時湧現最大扭力

在渦輪本體進化方面,改善低轉速性能像是使用小容量、進氣側大/排氣側小的混種型式都是慣用的手法,前者在六缸、八缸引擎更可以Bi-Turbo呈現;而滾珠軸心、鈦合金輕量化葉片、雙渦卷設計也均為最近的主流,但最重要的革新還是997 Turbo與未來GT-R V-Spec搭載的VTG可變葉片導流Turbine。

為柴油引擎所慣用的VTG渦輪,特徵是在驅動輪外圍有一圈可變角度的導流片,由電腦控制伺服馬達依負載變化,作動上大致是低轉速關閉以提高流速,高轉速則開啟來增加流量,這也是噴口大小而影響的A/R比調整。在此汽油引擎的對應要求是Turbine能耐排氣高溫達1000度,同時需有更精密的程式管理,而997 Turbo的63.2kgm扭力可在1950轉湧現並維持到5000轉,由此就不難想見其威力了。

在汽油引擎借鏡了柴油動力的渦輪後,Diesel Power也開始學習前者的增壓配置方式,譬如未來的四代共軌直噴2.0升引擎,將統一採用BorgWarner KKK製的串聯雙渦輪,使出力達到204hp/40.8kgm的水準。目前BMW 3.0Sd的直六心臟更以大小序列動作的Twin Turbo架構付諸實踐,結果馬力、扭力是3.0升最強的286hp/59.1kgm,就連同級的汽油動力都無法與之抗衡。

最後,渦輪引擎最近還流行一種超增壓模式,提供更多的樂趣給駕駛者,同時現今原廠的Boost愈來愈高,代表了控制技術更上一層樓。未來Turbo的前途不可限量,從VW、Audi、BMW的投入就不難想見其潛力,但大家別忘了這幾家車廠都以缸內直噴為發展主力,所以渦輪直噴才是真正的王道! 

VTG渦輪結合可變氣門正時/揚程系統,引擎的峰值扭力將可隨時爆發,堪稱為最理想的出力模式。

 

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