強心臟 渦輪增壓改裝之進階篇

在《 》這篇文章我們介紹了關於改裝渦輪或者是使用渦輪時應該瞭解掌握的一些部件和專業術語,而這個作為進階篇,我們將介紹一些更加內部或者關於渦輪進一步改裝會涉及到的問題及部件,進一步加深我們對渦輪增壓改裝的瞭解。

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增大渦輪增壓值最容易碰到的是氣缸壓縮比過大的問題。而究竟何為壓縮比呢?壓縮比(Compression ratio),指氣缸總容積與燃燒室容積之比。通常汽油機壓縮比在6——11之間,柴油機壓縮比在15——22之間,由於高壓縮比可得到增大混合氣燃燒的膨脹比和氣缸內產生適當的渦流與湍流,燃油能夠儘可能與空氣混合的效果,有利於提高循環熱效率。但壓縮比升高也有問題出現:氣缸溫度升高,混合氣分子更加活躍更能被點燃,因此爆燃的概率也會增大,這對引擎的傷害是非常大的,降低壓縮比對引擎的耐用性能也能增加不少,為了對此現象進行改善,一般採用高標號燃油與加強機體強度等措施。

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一般只有某些超級跑車的自然吸氣汽油發動機採用12以上的超高壓縮比。

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圖:發動機壓縮比高達12.5:1法拉利458。


而對於同一款發動機加裝了渦輪增壓器的,出於抑制爆燃現象的發生,有必要降低壓縮比(一般通過擴大缸徑和改變活塞上止點位置來實現。另外,通過簡單的更換減壓氣缸墊也有這種效果。減壓氣缸墊厚度要比原裝的厚,這樣能夠增加燃燒室的容積有效降低壓縮比。把壓縮比降低至9.0:1對中高壓渦輪來說是一種相對較好的工作環境。

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圖:減壓氣缸墊比比原裝汽缸墊厚度要厚,能夠增加燃燒室容積,降低壓縮比。

油冷器全稱機油冷卻器。油冷器的加裝其實也可以說不歸入改裝的範疇,機油冷卻器的加裝其實對於任何車輛都能起到一定的作用。引擎不斷運轉,雖然裡面有水在運行,但冷卻液並不可以輸送到引擎的每一個部位,而機油除可以起到潤滑作用之外,還起到冷卻的作用。但是機油溫度提升之後,就會變稀,不能起到很好的潤滑作用。機油冷卻器則是可以幫助機油降溫,保持潤滑性的一個重要部件。

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圖:機油冷卻器的形狀像小1號的水箱,不過後者內部液體通常是縱向流動,前者則橫向流動。


就像汽車配置一樣,對於同一種設備或功能,未必所有汽車都會標配。機油冷卻器(油冷)就是這樣一種零件,我們較熟悉的有近代EVO,馬自達RX-8等都有標配,它們屬於馬力大、較能跑的一類,循著類似的特點,會發掘出更多原裝時就裝配油冷的車型。那是不是有油冷就萬事大吉了呢?未必。一些暴改過的引擎或者需要兩個油冷才能應付高溫,三菱EVO就是典型的例子了。

哪些車型需要加機油冷卻器?

原裝引擎未有需要外加油冷,改裝過的引擎則可以從它的改裝程度,或一些現象來判斷需要與否,某些改裝廠商的引擎套件裡會包含油冷,裝是必須的。其它的,因為絕大多數車型都不顯示機油溫度,只能通過水溫表來估計,因為兩者會相互影響。假設引擎的一切設定是妥當的,水冷卻系統沒有故障,水溫表顯示偏高,那麼就該考慮機油冷卻系統了。當然,拋開前面的假設,水溫是引擎綜合狀態的反映,具體是哪個原因引起水溫變化的,還需要逐一排查。

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圖:GReddy為GT-R R35開發的機油冷卻套件。


外加機油冷卻器該注意些什麼?

機油冷卻器一般安裝在前保險槓裡面,因而可能要修改保險槓才行,至少要有一個引導空氣撞到油冷表面的孔。因為油冷會令系統壓力發生變化,最好有個儀器來測試變化大小,能看到油溫變化就更好了。油冷會儲存一定量的機油,所以第一次加機油應該較以前多些。

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圖:安裝機油冷卻器需要專門的油餅,專門的管道等。

顧名思義,雙渦流就是將發動機幾個汽缸的廢氣分成兩股氣流,例如雙渦流單渦輪技術,就是發動機排氣歧管由兩個分離導管組成,各來自兩個汽缸的兩股廢氣進入渦輪增壓器推動渦輪扇葉。雙渦流技術使用了更緊湊、更簡單的渦輪增壓器,並使其反應迅速,與雙渦輪增壓器不相上下。

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圖:雙渦流與單渦流的區別。


有一點需要區分,雙渦流增壓與雙渦輪並不一樣,一般雙渦輪採用的是增壓值不同的大小渦輪,以減輕渦輪遲滯。當然,還有一種情況是雙渦輪雙渦流,也就是兩股渦流推動各自兩個渦輪。但是這導致了雙渦輪發動機的精密度和成本都大大提高,而推出雙渦流技術,則大大削減了成本帶來的壓力。

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圖:對比單渦流,雙渦流具有很好的低扭性能,能有效減少Turbo Lag。


雙渦流渦輪可以大大提高汽車扭力,加快提速,即使在低轉速的時候也能發揮出比一般渦輪更大的動力。由於雙渦流渦輪的體積並不大,所以在此之上仍有改裝的空間。

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圖:雙渦流技術代表了以後渦輪發動機的發展方向。

surge效應是指在渦輪進氣端由於葉片的高速旋轉,會產生旋渦式的進氣流,這樣的高速氣體旋渦式流動就類似於龍捲風。在吸氣端,這種旋渦式氣流的產生反而會降低進氣的效率,就比如龍捲風,雖然氣流高速轉動,但中心的部分卻是真空的。

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圖:渦輪進氣端的氣流激烈旋轉就如龍捲風。


因為渦輪的進氣面積是一個定值,真空中心的產生減少了進氣面積,反而導致進氣效率的下降。為了避免這個情況的發生,一些高增壓值的渦輪本體在進氣端部分的輪殼上會採取打孔設計,以打亂氣流的旋渦式流動,增加進氣量。

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圖:HKS的進氣端管壁採用打孔設計以減小surge效應。

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