"蝸牛"也能快跑專家談渦輪增壓系統改裝

www.sail-shipping.com 來源：互聯網作者：俠名類別：汽車改裝技術時間：2014-01-15

　　菲亞特的Bravo（博悅）已經進入中國并且已經開始接受預定，該車最大的看點在于，它搭載了一臺最大功率達到110kW的1.4T渦輪增壓發動機，故有“小鋼炮”之稱。因為它裝備了1.4T高功率發動機，使它的身價“倍增”。它的功率及扭矩達到了一般2.4L自然進氣發動機的水平，而油耗卻僅僅相當于1.6L自然進氣發動機，再配合上6速手動變速器及優良的底盤系統，使這款車操控性能上了一個臺階。

　　這不得不說是采用渦輪增壓（Turbo Charger）起到的作用，這也是很多自然進氣式的車主改裝渦輪增壓器的原因。特別是消費稅的征收、油價的不斷上漲，渦輪增壓轎車受到越來越多車主的青睞，汽車廠商也紛紛開始推出小排量、高功率的渦輪增壓轎車。

　　一些已經購買了自然進氣式轎車的車主，把瞄頭紛紛指向了“渦輪增壓改裝”。雖然改裝渦輪增壓器要花費不少，但總比換車來提高車輛性能實惠得多。前面的文章，已經對渦輪增壓系統的相關基礎知識作了介紹，這里就不再累贅，下面就渦輪增壓在改裝上的相關問題作些介紹。

　　怎樣選擇渦輪增壓器

　　增強發動機動力的方法有許多種，但以相等功率來說，以純NA（自然吸氣）改裝的花費絕對是使用增壓系統的兩倍，而且功率越大低速扭矩必定流失越多，轉速也必定要向上拉高。此外，NA可達到的極限值也無法提高到Turbo（渦輪增壓）那么高，所以增壓系統可說是最佳功率提升方案。

　　那么，車主應該怎樣選擇適合自己車型的渦輪增壓器呢？筆者就這個問題采訪了臺灣改裝專家、Evil品牌總監謝宗桓先生。

本文導航

第1頁：渦輪動力受青睞
第2頁：渦輪工作原理
第3頁：渦輪改裝過程
第4頁：渦輪改裝后常見的幾個問題
第5頁：渦輪改裝問題配圖說明
第6頁：渦輪改裝其他問題配圖說明

　　由于時下市售車為了顧及運轉精度、油耗、耐用性等多方面考量，在渦輪容量、增壓值或者A/R值（A是Aera“區域”的簡寫，指的是渦輪排氣側入口處最窄的橫切面積，R值是Radius“半徑”的縮寫，指的是入口處最窄的橫切面積的中心點到渦輪本體中心點的距離，兩者的比例就是A/R值。）方面通常都會采用較保守的設定，所以就改裝的觀點來看，原廠Turbo（渦輪增壓器）當然還其有再升級的空間。而在進行Turbo加裝或升級的時候，很多人都會感到困惑，到底是要選擇能夠發揮大功率的Turbo，還是要選擇擅長反應低轉速就能發揮的扭力型Turbo呢?

　　謝宗桓先說，事實上，內部容量大小，不過是配合各式渦輪有所不同的特性來設計的，而發動機當然也有自己的特性，單凸和雙凸就各有長處。選擇渦輪時也要考量其發動機的設計，此外排氣量也非常重要。舉例來說，大排量的發動機上裝置扭力型的小容量渦輪，雖然它有低轉反應佳的優點，Turbo非常快就出現效果，但容量也很快就塞滿了，轉眼間轉速已達到最高點了，壓力亦很難增加上去，因此到了排廢氣能量較大的高轉區域，增壓已經達到極限，無法進一步增加發動機空氣進氣量，這時要它再將功率隨發動機轉速向上提升實在非常勉強。當然也無法期待能夠輸出高功率，這便是小型渦輪的不利點。

　　相反地，若是想讓渦輪到高轉速產生大功率才開始發揮作用，則加大渦輪本體的體積是提升增壓風量最快的方法。不過，渦輪的容量越大，雖能夠將越多的空氣送入汽缸內，但是驅動渦輪所需的動力也必須相對增大。也就是說，要驅動容量越大的渦輪并使其完全發揮增壓效果，發動機本身也就必須具有越大的排量。而如果在小排量的車上使用大型渦輪的話，在發動機排放廢氣量較小時的低轉速區域，渦輪本身的旋轉速率相對地無法提高，增壓值亦很難提升上去。所以只要葉片的轉速降下去，便很難快速再加速上來，這也就形成渦輪最嚴重的缺點Turbo Leg（渦輪遲滯）。

　　所以如果是發動機在同樣增壓值的情況下，分別使用一大一小不同容量的渦輪時，就動力輸出來看，使用大渦輪的發動機，在功率方面比較有利，但是在增壓反應以及整體運轉特性這邊，大渦輪發動機必然無法和小渦輪發動機相抗衡。所以如果能同時擁有功率大，反應快是許多性能狂的夢想。因此，便有廠家推出采用進氣側大配合排氣側小的Hybrid混種型Turbine，十分受到歡迎。其優點在于具有反應極快，高轉功率輸出良好，可兼顧全轉速域的表現。以HKS 2530為例，其便是由A/R80的驅動輪再組合A/R60的壓縮輪。不過，這種搭配如果太過極端的話，很容易發生排氣壓力過大，甚至是熔毀葉片的情形。解決的方法除了使用運作靈敏的排氣泄壓閥、大口徑FrontPipe之外，最徹底的還是運用高強度的鈦合金排氣葉片，當然，其輕量化的特質順道對Turbine反應的增進也有不小助益。

　　另外，還可以根據Turbo的相關參數來選擇，如A/R值、Trim（Trim值是指壓氣機葉片的進氣端直徑平方與出氣端直徑平方之比，再乘以100。若是渦輪Trim，則用排氣端直徑平方與出氣端直徑平方相比再乘以100，因此Trim值只能小于100。）、Compressor map(風量圖)等來考量選擇，一般地，A/R和Trim大的，高流量特性佳；A/R和trim小的，低轉反應佳。

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第1頁：渦輪動力受青睞
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第3頁：渦輪改裝過程
第4頁：渦輪改裝后常見的幾個問題
第5頁：渦輪改裝問題配圖說明
第6頁：渦輪改裝其他問題配圖說明

　　改裝第一步

　　改裝渦輪增壓器，因其是會增加阻力的零件，造成排氣管內的壓力連帶隨之上升，如此將對活塞運動造成阻礙，故改裝的第一步便需要從排氣系統的順暢性做起，基礎的提升排氣系統，是先把與Turbine出口相連的Front Pipe（渦輪排氣前段管）換裝成大口徑以減低二次回壓，同時中尾段管徑也得跟著加粗，并直線化與漸次放大構造，這樣因排氣暢通增壓速率亦會有所增加。

　　再則是將連接排氣渦輪入口的支管長化以減低排氣壓力，而其優點就是可讓各缸排廢氣節奏相同，使Turbine能夠受到持續、定量的沖擊。可以提高增壓的效率，也會提高渦輪本身的壽命。但缺點就是由于等長及大徑化必減少排氣背壓, 會使低速扭力減少，此外，支管長度亦為重要之處，總體長度長的話，渦輪的效果就會較為持續，但反應速度便不如較短的型式來得快，這也是改裝時要考量的地方。

　　改裝渦輪增壓器可以達到什么效果

　　一般來說，一臺普通的2.0L發動機一般能發出110～147kW功率，而加裝渦輪增壓器以后則可以發出220kW以上的動力。改裝了渦輪增壓器后，相比原來的自然進氣發動機可提升30%～50%的功率。

　　另外，由于廢氣渦輪增壓回收了部分能量，故增壓后發動機經濟性也有明顯提高，再加上相對減小了機械損失和散熱損失，提高了發動機的機械效率和熱效率，使發動機渦輪增壓后燃油消耗率可降低5%～10%。渦輪增壓發動機對海拔高度變化有較強的適應能力，因此裝有廢氣渦輪增壓的汽車在高原地區具有明顯的優勢。

　　有一位伊蘭特的車主，在改裝渦輪增壓時的要求就非常明確：提高車輛30%以上的動力，但百公里油耗的增加不能超過2 L。每款發動機都有各自的特點，改裝過程中對渦輪增壓值的設定和調校尤為重要，要在兼顧原車使用壽命和油耗、環保、安全的前提下進行。因此，在對車子作出綜合考慮后，改裝師最終將這輛1.8L伊蘭特的增壓值設定在0.3～0.4bar 之間。改裝完畢后，再看發動機艙，由于伊蘭特整車和發動機艙的空間都比較大，所以渦輪的安裝和管路的排列比較整齊，并未過多破壞發動機艙的整體布局。

　　車主試車后對車子的整體表現比較滿意，1檔加速時，低速扭力表現很好，起步輕盈；換入2 檔時，檔位切換非常平順，當轉速拉到2000rpm時，渦輪開始工作，雖未出現很強的推背感，但加速力道十足；推入3檔，加速感絲毫未減，操控靈活不呆滯，而速度表顯示的車速已達到100km/h；再換入4 檔加速，渦輪力量開始衰減，但較之以前的3檔加速更為有力；升至5檔后，以140km/h的速度行駛，油門只需踩下2～3cm，非常輕快。經過幾箱油的測試，在城市道路行駛，油耗比以前增加1.5L左右，在長途行駛時，油耗甚至比以前還略有降低。車主經過三個月的行駛，發動機的水溫、油溫沒有出現異常。

　　改裝渦輪增壓器其周邊也要強化

　　對于發動機的增壓改裝，絕不僅僅是加裝個渦輪增壓器就完事的，許多相應的周邊配套也要作相應的強化。

　　對于此點謝宗桓先生表示，改裝汽油壓力閥是動力改裝最基本的一項，這是由于空氣流量以及速率都會有所改變，因此汽油壓力也必須提升或者擁有調較的功能，一般來說，改裝了渦輪增壓器，汽油壓力閥就成為必備的改裝品。

　　排氣方面最好改為雙口排氣管（品牌有Super Sprint等），可以為發動機提供更順暢的排氣。改裝增壓以后，散熱是個大問題，中冷器必須得到強化，要更換水溫傳感器或散熱控制系統（如Evil風扇控制器），車頭的散熱扇會提前10℃啟動，提供更好的散熱。

　　另外，ECU的燃油分配系統也必須進行改動以匹配增加的動力，主要就是通過改變噴油時間以及噴油量，來避免出現稀薄燃燒導致的發動機過熱。所以說改裝渦輪增壓器并不會就是這么簡單就可以完成的，包括ECU重寫、BOVs增壓泄氣閥、Boost controller增壓值控制器、中冷器等等都是改裝中必須考慮的因素。

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　　并不是所有的車都適合加渦輪增壓器

　　比如壓縮比較高的車或者原廠制造工藝就不算很好的車，都不適合加裝渦輪增壓裝置。此外，一些自動擋的車在出廠前已經做過了最完善的整車性能匹配，這些車也最好不改，因為自動變速器，很有可能會因為承受不了來自發動機的巨大扭矩而報廢，所以不是所有車都適合改裝渦輪增壓器。

　　適合加渦輪增壓器的車，除了轎車外，一些需要高負荷，長距離行駛的貨車和牽引車，也很適合加裝渦輪增壓器。因為在長時間穩定負荷的狀態下，正是渦輪增壓發動機發揮其高性能的最佳應用之一，強大的扭矩有利于拖曳，高效率則減少了整體燃油的消耗。針對轎車而言，渦輪增壓改裝偏向于那些，喜愛大功率卻買不起性能車的車主，或是喜歡想要與眾不同的車主。

　　渦輪改裝后常見的幾個問題

　　改裝渦輪后也會遇到一些問題，根據謝宗桓先的采訪整理，筆者總結了幾個比較常見的問題，并給出了相應的解決方法，以饗讀者。

　　問題一：突然間轉速無法上升

　　如遇到此種問題應該先檢查流量計（Flow Meter）是否故障，如果剛好儀表板也亮起Check燈，可以更加肯定是流量計發生了問題。流量計會出現故障的原因，多是發動機加大渦輪后，其入風量超過原本可計測的電壓值范圍，致使流量計引線燒毀，再不就是換裝直通空氣濾芯時，沒固定好或用了吸塵效果不佳或濕式的濾芯，以致計內的熱線芯受到震動而斷裂，尤其在Flow Meter敏感的日系車種，更要注意其脆弱的熱線芯，清理時絕不能采用高壓風槍，而是噴灑化清劑后自然風干，此外Flow Meter型式的渦輪車最好能改裝Blow-off，以防快速收油時，增壓空氣不會回沖造成流量計而造成損壞。

　　問題二：增壓值突然異常下降

　　當出現此問題，首先要想到進氣管路可能出現泄漏，這常發生在增壓值調高（Boost-up）或改裝前置中冷器之后。如果又發現排氣管會排放黑煙，就更加可以確定是中冷器的進出入口端的管路有脫落或爆管，需使用強力對夾束子、高高密度硅膠管（Silicon）確實鎖緊；此外泄壓閥卡死、磨損與彈簧磅數不夠，也會形成漏氣，必須要隨時檢查清理，以策安全。

　　問題三：發現完全無增壓

　　如果發現完全沒有增壓的話，很容易就可判斷出故障來源，就是渦輪內部的隔板因長時間高增壓持續行駛，或吸入雜物而破裂所致，碎片在旋轉時，還會透過排氣管發出金屬碰撞的聲響。一般渦輪在故障前都會出現預兆，那就是它會發出敲擊的聲音（有些陶瓷葉片機械結構的設計聲響）或進氣管路內有機油滲漏引發排氣管冒出白煙，此便是葉片軸承已經松動，因而產生機油外滲、失去氣密性與廢氣亂竄等情況。當渦輪內部的軸承平衡性破壞掉后，除因晃動帶來異音與油封泄漏以外，裂開的葉片在作動時也會有“咻”的風切聲，如不盡快修復、換新的話，發動機機油存量就容易不足，傷到發動機內部結構的可能性極高。

　　問題四：渦輪車怠速持續不穩

　　許多渦輪車主都喜歡大氣泄放式Blow-off的聲響，但常遇到的問題便是一換裝上去，便會使怠速變低、回油熄火的情況，此乃因Blow-off的閥門過軟使得增壓空氣釋放太多，導致流量計已傳給電腦的訊號與實際發動機吸入的流量有所差異，結果就是油氣偏濃致使轉速低下甚至熄火。而要解決此問題方法有二，一是換成原廠導回Flow Meter之后的內循環方式，使其不要影響到電腦的供油計算，二是改裝Map sensor（歧管壓力感知器），再輔以供油電腦來調教。