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【涡轮增压】
涡轮增压是目前最流行及最有效的方法,其原理主要是利用排废气的压力驱动 涡轮,并且以涡轮(Tubine)带动同轴的空气压缩叶片,压缩吸入的气流再送往汽缸。一般自然进气的引擎是藉由汽缸内活塞下降的负压来吸入混合气,因此被吸入的混合气其压力在理论上最大值应不超过一大气压,但是高增压的Turbo引擎郤可以将混合气压力提高到一大气压以上。在气压低时,被吸入汽缸内的混合气压力就低,造成引擎出力也比较小;无论何种自然进气引擎,在气压低的地方其性 能都较正常气压下为弱,涡轮增压器正是以前航空工业为了解决飞机在高空飞行时,出力减弱的情形而开发产生。藉由高温、高压的废气循环来驱动 涡轮叶片,理论上以每分钟10~20万转的高转速运作,将可使引擎出力提升30%~40%!
涡轮增压器本身体积小、重量轻,但总需要一定的废气循环的动能,才能够顺利推动 ,在废气压力未达设定值之前,涡轮增压器的效率很低(涡轮推不动),强制进气量不足的情况下,反因为引擎压缩比较自然进气引擎还低,活塞下拉时所带动 的吸力更显不足,引擎效率低落;由于只要一待引擎转速足够,动力表现随即恢复正常,因此这种现象便称为「涡轮迟滞」〈Turbo Leg〉。 为了解决涡轮迟滞的现象,各家遂有不同的设计因应,也就出现不同特性 。涡轮增压器的特性是由A/R值所决定,A是指废气排放吹到涡轮上出口的截面积,R是指由涡轮中心到排气口中心之间的距离,A/R值愈小,则引擎低转速区域的涡轮扇叶的回转力就愈强,反之则不达高转速涡轮便很难推动 ,注重低转速扭力的涡轮,其A/R值约0.2,而高转速为0.7,而涡轮直径与惯性 质愈小,对引擎转速变化的回应就愈小,换言之,涡轮直径愈小油门反应就愈灵敏。
一般而言,涡轮增压在改装市场上的主流改装方式,是以配备涡轮增压器的车辆做为素材,进一步「压榨」引擎输出功率,而其好玩之处也就在于引擎输出功率的「增幅」弹性 相当大,不像改装自然气,耗费许多工夫之后,马力输出功率相当有限。
【机械增压】
增压器是以不增加引擎排气量为前提,而使动力轮输出提升的方法,最早的增压器全部都是机械增压,在刚发明时被称超级增压器(Supercharge),后来涡轮增压发明之后为了区隔两者,起初涡轮增压器被称为Turbo Supercharger,机械增压则被称为Mechanical Supercharger,久而久之,两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger了!涡轮增压器是利用引擎的废气排放来驱动 压缩机;至于机械增压器则是直接利用引擎出力来驱动增压器,再将高密度空气送入汽缸内以提高引擎的输出功率。
机械增压器压缩机的驱动力来自引擎曲轴,一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮,间接将曲轴运转的扭力带动 增压器,达到增压目的。依构造不同,机械增压会经出现过许多种类,包括叶片式(Vane)、鲁氏(Roots)、温克尔(Wankle)等型式,而活塞运动 最早也被认为是一种机械增压;时至今日,则以鲁氏增压器最被广泛使用,更是改装的大热门。鲁氏增压器有双叶与三叶转子两种型式,目前以双叶转子较普遍,其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子,转子之间保有极小的间隙而不直接相连,藉由螺旋齿轮连动 ,其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连结,转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器,在不需要增压时即放开离合器以停止增压,离合器则由电脑控制以达到省油的目的。机械增压的特征,除了在低转速便可获得增压外,增压的动 力输出也与曲轴转速成一定的比例,即机械增压引擎的油门反应随着转速的提高,动 力输出随之增强,因此机械增压引擎的操作感觉与自然气极为相似,却能拥有较大的马力与扭力。
机械增压优点为体积小,不需修改引擎本体、安装容,易且由皮带驱动,动力并不会有迟滞现象,因此在改装界也颇受欢迎,尤其是原本为自然进气设计的车辆,尤其适合改装。
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