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渦輪遲滯對應攻略--渦輪型式選擇

資料來源:Goo 車訊網     2016/10/28
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首重排氣部設計

渦輪增壓的作動原理,簡言之就是由引擎的排廢氣推動渦輪的驅動輪(排氣側),讓位在相反側的壓縮輪(進氣側)可吸入並製造高密度的壓縮空氣,所謂的Turbo Lag(渦輪遲滯)指的是在引擎廢氣較少的低轉區域,因渦輪本身的轉速不能提高,而無法達到負壓轉正壓的無增壓現象,此現象的延續時間長短,與渦輪的搭配、引擎的低速出力傾向有關。要讓負壓上升至正壓狀態的時間縮短,在渦輪本體的部分就是要儘量選擇容量小的式樣,特別是在排氣端的驅動輪側,不過雖然小型渦輪有反應快的優點,可是在排廢氣能量大的高轉速區域,它卻會因無法吹送更多空氣量進入燃燒室,而不能發揮高馬力輸出,因此對於馬力增幅效果相當有限,如此相信沒有多少人願意花大錢改裝一顆效果不大的小號渦輪。
 



 

 
也就因為大馬力與線性輸出無法兼顧,所以各渦輪製造廠無不想盡辦法設計更線性的Turbine,所以才可見到許多專用製品,例如:以滾珠式軸承取代傳統的波司銅套(這在大渦輪時才有明顯效果,一般型主要是減少高增壓時的摩擦耗損),或取各部優點進氣側大/排氣側小配置的「混種」Turbine,其他像是斜流葉片、變更A/R值、縮小排氣出口徑等方法亦相當普遍,端看消費者的需求做適當搭配。

值得一提,雖然用大壓縮輪/小驅動輪組合成的Hybrid Turbine,確實是兼顧各種轉速表現的好方法,可是因為其比例並不能太過極端,例如:驅動輪外殼、出口過小容易在高增壓設定下,發生排壓升高而熔毀葉片的問題,所以要有真正理想的低、高轉性能,還是得從各部修改下手。基本上如果你要求反應力使用了差異很大的「Hybrid」式樣,那麼最好是搭配氣體釋放量大的Waste Gate(排氣洩壓閥)來求取安全性;再過來若是這個Hybrid系列為比例較正常的設計時,不妨選用斜流葉片、A/R比設定較小的排氣側,然後匹配進氣端Housing內有特殊Coating或充填樹脂(縮減間隙防止逆流)、吸氣口加大、葉片後方切平的高流量式樣,在兼顧低轉性能下發揮最高的出風量。

 



在頭尾差異過大的「超異種」Turbine場合時,因排壓較高最好是搭配Waste Gate式洩壓閥,才不會有熔毀葉片的危險並能夠增加Boost控制的 線性程度。

 



驅動輪的A/R比越小相對廢氣流速會越快,使得渦輪的低轉反應力可獲得提昇;相反的A/R值加大則流量會增加,因此能帶來較大的馬力表現 。

 



同樣的渦輪軸心搭配不同的排氣葉片也會有不同的出力反應,像左側渦輪排氣葉片角度較大,且上端的葉片間隙也較小,因此低速反應較佳 ,而右側渦輪則反之,因此高轉速的延續性較好。

 



中冷器配管的長短、彎角、管徑粗細等,也會影響到整體增壓的反應,因此許多大排氣量渦輪增壓引擎車款,才會使用左右兩具中冷器,一 方面增加散熱效率、另一方面也可減少渦輪遲滯情況。

 



考量到進氣管路長會影響增壓性能的問題,Prodrive、Jun、Zero Sports在改裝Impreza前移Cooler時,都會將節氣門反置以大幅縮短路徑。圖為 JUN製作參加D1甩尾賽廠車引擎。

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