【科技單元】漫談渦輪增壓 小排氣量 大扭力 渦輪增壓 記者：文/Jeff Chen　版面構成/lulu 2012-11-09

渦輪增壓車雖然早就已經不是創新的技術，但近幾年來渦輪增壓的技術逐漸成熟，不管是在耐用度、油耗，維修技術，都有顯著提升。並且自然進氣引擎能夠壓榨的馬力已經有限，如何有效的提升馬力及扭力，裝上渦輪則是最快及最有效的方式。舉凡國產LEXUGEN，Volkswagen，AUDI，也都是渦輪車的愛好者。

渦輪增壓初登板

渦輪增壓器的技術原先是使用在航空技術上。飛行高度超過一千呎，空氣含量降低約3%，飛機的飛航高度至少一萬呎，也就降低至少30%的空氣含量。飛機要保持一定的動力，但是空氣含量又不足，便有人聯想使用強制進氣的方式，增進容積室的空氣量，以保持飛機的動力。從1980年才應用在汽車上，最先使用渦輪增壓技術是SAAB，在同年的日內瓦車展各大車廠紛紛推出渦輪車，宣告渦輪增壓車的時代也正式來臨。

但渦輪增壓的技術在初期時仍不夠成熟，溫度過高，耐用度，渦輪遲滯，等問題，讓大多數的車廠仍抱者觀望的態度，不敢投入大量的資金研發。在當時大部分的渦輪車也都是以自行加裝居多，NA引擎在加裝渦輪之後，馬力及扭力也就瞬間提升了10~20%，讓不少喜歡速度感的車友為之瘋狂。

渦輪增壓概念

渦輪增壓是透過引擎所排放出來的廢氣，去推動渦輪葉片，由於排氣渦輪葉片與進氣渦輪葉片是同一軸，所以當廢氣推動排氣渦輪葉片，進氣的渦輪葉片也就開始吸氣，進而造成強制進氣的效果。渦輪將空氣送入引擎的速度來的比負壓吸入的更快，所以渦輪之後的空氣壓力也就會越來越大，當空氣壓力增至到系統所設定的最大值，渦輪也就會靠著卸壓閥來釋放掉壓力，而這個釋放壓力的最大點，也就是我們所謂的「最大增壓值」。

雖然引擎一起動渦輪葉片也就會跟著開始轉動，但引擎必須要達到一定的轉速，有足夠的廢氣量也才能夠推動渦輪葉片，在低轉速時引擎的壓力不足以推動渦輪時，這就是「渦輪遲滯」。尺寸越大的渦輪，渦輪遲滯的情況也就越嚴重，因為大尺寸的渦輪，渦輪葉片也較大，所以需要比較大的廢氣排量才能夠推動渦輪。

渦輪遲滯改善

由於大尺寸的渦輪會有嚴重的渦輪遲滯的問題，為了改善這個問題也就引出了「雙渦輪增壓」和「雙渦流增壓」。「雙渦輪增壓」串聯和並聯兩種形式，串聯形式的渦輪通常是一大一小兩顆渦輪所組成，低轉速時使用小號渦輪，當轉速升高時，才啟動大號渦輪。並聯形式的渦輪，是兩顆尺寸相同的渦輪，引擎平均分配給渦輪相同的增壓值。六汽缸的引擎對分，一顆渦輪分配三個汽缸的增壓值。如果是八缸形式的引擎那也就是四個汽缸負責一顆渦輪。「雙渦流增壓」來自於渦輪增壓的概念，但也有雙渦輪增壓的優點，以四汽缸引擎為例，雙渦流增壓以兩缸、兩缸的方式分流通過渦輪，而讓渦輪廢氣排放更加順暢，保持渦輪的慣性，以利於更大的動力輸出。

可變渦輪葉片也是為了改善渦輪遲滯的問題，在轉速較低時，控制系統會調整渦輪葉片的角度，以加速廢氣的流動及壓力，當一旦轉速提高，系統也就會改變渦輪的角度。渦輪葉片這樣的調整讓在低轉時，渦輪遲滯的影響也就不會再那麼明顯。 雖然目前已經有輕量化鈦合金葉片，可變渦輪葉片等方式來改善渦輪遲滯的影響。AUDI仍然尋找解決渦輪遲滯的方式，而AUDI的電子式雙渦輪系統也就是最佳的答案。電子式雙渦輪在廢氣排放不足增壓效果不彰，也就會介入進行輔助，電子式渦輪隨時都可以作動，並可以在短時間內將渦輪葉片轉速提高，透過這項特性，可以大幅度改善渦輪遲滯的影響。但這具電子式渦輪增壓系統還未上市，不過根據國外媒體指出將在2014年問世於下一代A4上。 一般大眾在談到渦輪大小的時候就會講到所謂的「AR」值，AR值的A指的Area渦輪進氣中最小的截面積，也是渦輪廢氣流動最快的地方，R指的是Radius是渦輪葉片中心至渦輪出口中心的距離。AR值的大小也就決定渦輪葉片的尺寸，AR值越小代表渦輪轉越快比較利於低轉速，在轉速較低時就能夠開啟渦輪，渦輪遲滯的感覺也會比較小，在高轉速時也比較無力。相對來說AR值越大，也就需要更多的廢氣來推動渦輪，渦輪遲滯也就會越明顯。

渦輪增壓引擎在全增壓的情況下會產生極高的溫度，而渦輪軸承在全速下也可高達20萬轉，所以對於機油的要求也就相當的嚴苛，如果機油不足、潤滑性不夠、油膜破裂，也就有可能會造成渦輪軸承的損壞，就連引擎也都會受到影響，因此在選擇渦輪增壓引擎的機油也最好是選擇黏度係數較高。

未來趨勢 渦輪增壓

在現今的環保法規下，在台灣出廠的每一部車子，都要貼上能源標籤，如果你的車子在環保標章上面貼的是5，彷彿就好像被判了死刑一樣，注定賣不出去。在講求環保節能的趨勢下，渦輪增壓車也就成為了最火熱的選項，渦輪增壓車可以透過較小的排氣量，達到較大動力輸出的水準。1.6排氣量渦輪引擎輸出的馬力等同於2.0的NA引擎。可以減少稅金又降低碳排放量，渦輪增壓在未來也一定會成為趨勢。

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