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相同排气量下,搭载涡轮系统的引擎出力总是能比自然进气引擎来得强上许多,且在涡轮引擎先天构架下,若还想进一步提高增压值或加大涡轮出风量,其难度也比自然进气引擎外挂涡轮简单许多,因此才有涡轮车改装潜质足的说法,不过该怎么加大涡轮才能获得最大效果,就让笔者说给大家听。

问题一:涡轮增压强制进气为何能获得比自然进气引擎更大马力?

为何涡轮增压引擎能获得比相同排气量的自然进气引擎,更强大的动力输出呢?靠的就是让更多空气进入到引擎燃烧室中,来压榨更大马力。其作动的顺序如下:首先是将引擎废气排入排气侧涡轮(驱动轮)内,废气就会推动完排气叶片后,才会进到Front Pipe内,并排到中尾段排气管。
在「排气驱动轮」开始动作的同时,位于相反侧的「进气压缩轮」也会跟着转动,将空气从中间的进气口吸至压缩室中,而经压缩的空气则会排出涡轮外,并透过管路到中冷器内散热,最后才会被压送至汽缸内燃烧爆炸。

涡轮增压器的基本工作原理,就是透过引擎燃烧后的废气推动排气叶片,同时驱动进气叶片涡轮,使其吸入空气并且强制导入引擎燃烧室内,使燃烧室灌入更多空气,以产生更强大的爆炸力量,使引擎发会更强劲的性能输出。

原厂就已搭载涡轮系统的引擎,其强度已比自然进气引擎好上许多,因此只要藉由提高压缩比或更换出风量更大的加大涡轮,就能快速获得更强大的马力。

另外,在空气从滤清器吸入到引擎的过程中,设在空气滤芯后方的流量计,则会告知ECU所测得的空气流量,下令喷油嘴喷出适当的燃料,而加速时歧管压力感测器将感知歧管的压力,在超过设定的增压值时,就会开启Actuator排气泄压阀排出多余废气,以维持增压值的最大上限;而回油时位于节气门前、涡轮后的进气泄压阀会被负压吸开,将管路内的正压空气导回空气流量器之后,或直接泄放大气,来确保增压气体不致逆冲回涡轮,以上就是Turbo引擎的动作流程。

透过涡轮增压动作,将空气充满整个进气管路,达到正压状态,加上高压空气随时等着进入燃烧室内,使燃烧室灌入更多空气下,燃烧爆炸后的力度,当然会比引擎自己吸入空气的方式来得强大,而这也是涡轮引擎之所以出力会比较强大的原因。

像图中这部WRX STI(VAF),已更换为出风量更大的Garrett 3071R涡轮,预估马力可提高到500匹,不过周边系统与管路也要一并调整,这是日系车常见的加大涡轮方式。

问题二:何时要会有加大涡轮的需求?

因应不同的引擎排气量与使用需求,涡轮也有分大小颗,其差异在于空气推送量的多寡,简单来说较小的涡轮作用时机早,较快转为正压,以一般市区行驶着重在较低转速,或者自排车辆都应优先选择号数小的本体,而什么样的情况下才需要升级选用号数更大的Turbo呢?大致上有两种状况,一种是现有的涡轮本体,已经无法在高转、高负荷时维持压力,也就是说高转时涡轮表的增压值会有下降的现象,表示此涡轮在高转速时所泵出的气量已经不敷引擎所吸入的容积,所以表压才会开始走下坡,也等于Turbo本体全输出下,不足提供足够的气量给引擎使用,为了达到驾驶者所期许的压值才需要更换加大涡轮。

如果涡轮升级幅度太大或打算设定高增压值,建议引擎内部活塞连杆最好能换成强度更高的锻造部品,以确保引擎能承受升级后的高压、高温摧残。

加大涡轮后一定要将连接涡轮与中段排气管的Down Pipe,更换为直通式样,因为此管路内原厂设有触媒转换器,是高温废气阻塞点,如果没有设法提高废气排放顺畅度,很容易造成排温过高,不是伤引擎就是伤触媒。

另外一种是为了提升加速能力,说穿了也是为了在同等时间内泵出更多气体,送入汽缸中,但是较大涡轮却容易使引擎在低转速时,因为汽缸排出的废气不足以让涡轮达到最大的增压状态而有迟滞现象的,此现象因涡轮加大后,相对有明显增加,对驾驶而言是一种满困扰的问题。不过不论如何,涡轮引擎想要突破原厂涡轮极限,进一步获得更强大的马力时,更换加大涡轮绝对是必经的过程,至于该如何改装,以及涡轮大小匹配的问题,我们接着看下去。

目前透过原厂涡轮加工提高出风量的作法,除了在欧系车上愈来愈常见外,不少日系原厂涡轮引擎也逐渐开始出现相同改法,整体成效也相当良好。

部分日系车透过涡轮压力控制器调高增压值,虽然可获得提高马力的效果,但高转速时的加速持续力,还是不会比加大涡轮来得有效。

只要动到涡轮出风量,建议最好能重新检视供油量是否足够,如果不足可透过改装电脑或芯片进行补正,以确保引擎耐久性。

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