到底渦輪增壓器在作什麼? 記者：Griffith 2000-02-11

提昇引擎輸出的方法有很多種類，效果最明顯的就是渦輪增壓系統與機械增壓系統，近來因Impreza的熱賣以及許多歐系渦輪增壓車種相繼出現，導致渦輪增壓系統的改裝逐漸成為風氣，增壓系統的工作原理則如下所述。

在相同的單位時間內，更多的油氣混合氣被強制灌入燃燒室內進行壓縮點火的動作，即可在相同的轉速下產生較自然進氣更大的輸出動力；將混合強制灌進燃燒室的動作就稱為強制進氣，藉由強制進氣的動作，可以提升30%至40％的動力輸出；動力大幅提升以及較佳的燃燒效率即是渦輪增壓系統所追求的目地。渦輪增壓器的基本工作原理就是由引擎排出的廢氣來帶動渦輪增壓器的轉子，而這個轉子是與渦輪增壓器另一側的葉片連動的，提供渦輪增壓器動力的排氣渦輪機（Turbine）以及對進氣部份進行加壓的增壓器(Compressor)，這兩個機構均固定於同一個軸上，基本上排氣渦輪機與增壓器為同步運轉，僅有在增壓值超過其所能負荷的範圍後，才會開啟洩壓閥而維持增壓值與渦輪轉速於一個固定的範圍；由於增壓器的轉子轉速動輒高達12000轉至16000轉，光是轉子高速運轉所產生的熱度就已經相當驚人，再加上以燃燒室所排出的高熱廢氣為驅動的動力來源，以及空氣經過壓縮後而提高的溫度，因此渦輪增壓器基本上就是一個集所有高溫原件於一體的系統，因此散熱對渦輪增壓車來說是非常重要的工作，渦輪增壓器內部一般均同時具有散熱用的油道以及水道，藉由油、水雙重的散熱系統帶出增壓器本體內的高溫，而在降低進氣溫度方面，則是使用中間冷卻器（Intercooler）。

　

由於渦輪增壓會把吸進引擎的氣體進行強制壓縮，而將氣體壓縮的同時空氣密度提高相對的溫度也會上升，溫度上升的同時會造成空氣中的含氧量下降，溫度上升後，空氣體積變大，密度變小；為了降低進氣溫度，進一步提高含氧量以及空氣密度，因此中間冷卻器便成為必備的裝備。由此可知高熱的氣體並不是一個引擎所需要的，因此在渦輪增壓器之前，空氣濾蕊之後，會比自然進氣車種多出一個中間冷卻器，藉由中間冷卻器將吸入的氣體溫度降低；而中間冷卻器的構造則像一般的水箱冷排，只不過原本中間是冷卻水道，而中間冷卻器的中間是空氣。由引擎所吸入的氣體在進入渦輪增壓器之前先由中間冷卻器降低溫度，而中間冷卻器是由彎曲的管路由中間貫穿，外側再以細小的鰭片包覆，當熱空氣由內側管路通過時，外側冷卻用的冷空氣由鰭片間通過將熱量帶出降低進氣溫度，藉以提升引擎效率。

排氣洩壓閥的安裝位置是在於排氣管頭段與排氣渦輪機之間，排氣段洩壓閥主要的功能是預防渦輪增壓器超轉，同時限制增壓值，以防增壓壓力過高對引擎所造成的傷害；它的動作原理則有兩種形式，一種是運用機械化的配置方式，藉由一條真空管由節流閥之前，渦輪增壓器之後的進氣歧管連通到排氣段洩壓閥，藉由增壓後管內的高壓空氣來驅動洩壓閥門，也就是說洩壓時機是以增壓值的大小是否已經到達預設的臨界值來決定；另一種形式則是由電子系統來控制，然而基本的洩壓時機仍然是到達臨界增壓值的時候開啟；而這個waste gate開啟時並不會發出像blow off開啟時一般的聲音，因為由waste gate排出的廢氣並不是直接排入大氣中，而是排入排氣管內，再隨著一般廢氣排出，所以不會發出各式blow off所特有的聲音。

高增壓值所產生的動力固然會讓人心動不已，相對的驅動大型渦輪增壓器所需要的廢氣量也較低增壓更多，所以渦輪遲滯（turbo lag）的情形也就會隨著渦輪增壓器的尺寸變大而更形嚴重；大多數人都以為渦輪增壓器的號數不同外觀上的體積也會隨著改變，其實在外觀上的大小差異並不明顯，主要的差異在於內部管徑的大小以及葉片形狀不同；不然換大渦輪增壓器還要在引擎室內騰出多餘的空間，那多麻煩。而低增壓引擎雖然增壓值不能像高增壓一般搾出那麼大的動力，卻沒有嚴重的渦輪遲滯困擾，大動力輸出與低渦輪遲滯兩種特性是不可能兼顧。

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