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【渦輪增壓】
渦輪增壓是目前最流行及最有效的方法,其原理主要是利用排廢氣的壓力驅動 渦輪,並且以渦輪(Tubine)帶動同軸的空氣壓縮葉片,壓縮吸入的氣流再送往汽缸。一般自然進氣的引擎是藉由汽缸內活塞下降的負壓來吸入混合氣,因此被吸入的混合氣其壓力在理論上最大值應不超過一大氣壓,但是高增壓的Turbo引擎郤可以將混合氣壓力提高到一大氣壓以上。在氣壓低時,被吸入汽缸內的混合氣壓力就低,造成引擎出力也比較小;無論何種自然進氣引擎,在氣壓低的地方其性 能都較正常氣壓下為弱,渦輪增壓器正是以前航空工業為了解決飛機在高空飛行時,出力減弱的情形而開發產生。藉由高溫、高壓的廢氣循環來驅動 渦輪葉片,理論上以每分鐘10~20萬轉的高轉速運作,將可使引擎出力提升30%~40%!
渦輪增壓器本身體積小、重量輕,但總需要一定的廢氣循環的動能,才能夠順利推動 ,在廢氣壓力未達設定值之前,渦輪增壓器的效率很低(渦輪推不動),強制進氣量不足的情況下,反因為引擎壓縮比較自然進氣引擎還低,活塞下拉時所帶動 的吸力更顯不足,引擎效率低落;由於只要一待引擎轉速足夠,動力表現隨即恢復正常,因此這種現象便稱為「渦輪遲滯」〈Turbo Leg〉。 為了解決渦輪遲滯的現象,各家遂有不同的設計因應,也就出現不同特性 。渦輪增壓器的特性是由A/R值所決定,A是指廢氣排放吹到渦輪上出口的截面積,R是指由渦輪中心到排氣口中心之間的距離,A/R值愈小,則引擎低轉速區域的渦輪扇葉的迴轉力就愈強,反之則不達高轉速渦輪便很難推動 ,注重低轉速扭力的渦輪,其A/R值約0.2,而高轉速為0.7,而渦輪直徑與慣性 質愈小,對引擎轉速變化的回應就愈小,換言之,渦輪直徑愈小油門反應就愈靈敏。
一般而言,渦輪增壓在改裝市場上的主流改裝方式,是以配備渦輪增壓器的車輛做為素材,進一步「壓榨」引擎輸出功率,而其好玩之處也就在於引擎輸出功率的「增幅」彈性 相當大,不像改裝自然氣,耗費許多工夫之後,馬力輸出功率相當有限。
【機械增壓】
增壓器是以不增加引擎排氣量為前提,而使動力輪輸出提升的方法,最早的增壓器全部都是機械增壓,在剛發明時被稱超級增壓器(Supercharge),後來渦輪增壓發明之後為了區隔兩者,起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger,機械增壓則被稱為Mechanical Supercharger,久而久之,兩者就分別被簡化為Turbocharger與Supercharger了!渦輪增壓器是利用引擎的廢氣排放來驅動 壓縮機;至於機械增壓器則是直接利用引擎出力來驅動增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內以提高引擎的輸出功率。
機械增壓器壓縮機的驅動力來自引擎曲軸,一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪,間接將曲軸運轉的扭力帶動 增壓器,達到增壓目的。依構造不同,機械增壓會經出現過許多種類,包括葉片式(Vane)、魯氏(Roots)、溫克爾(Wankle)等型式,而活塞運動 最早也被認為是一種機械增壓;時至今日,則以魯氏增壓器最被廣泛使用,更是改裝的大熱門。魯氏增壓器有雙葉與三葉轉子兩種型式,目前以雙葉轉子較普遍,其構造是在橢圓形的殼體中裝兩個繭形的轉子,轉子之間保有極小的間隙而不直接相連,藉由螺旋齒輪連動 ,其中一個轉子的轉軸與驅動的皮帶輪連結,轉子轉軸的皮帶輪上裝有電磁離合器,在不需要增壓時即放開離合器以停止增壓,離合器則由電腦控制以達到省油的目的。機械增壓的特徵,除了在低轉速便可獲得增壓外,增壓的動 力輸出也與曲軸轉速成一定的比例,即機械增壓引擎的油門反應隨著轉速的提高,動 力輸出隨之增強,因此機械增壓引擎的操作感覺與自然氣極為相似,卻能擁有較大的馬力與扭力。
機械增壓優點為體積小,不需修改引擎本體、安裝容,易且由皮帶驅動,動力並不會有遲滯現象,因此在改裝界也頗受歡迎,尤其是原本為自然進氣設計的車輛,尤其適合改裝。
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