渦輪增壓系統(tǒng)改裝

“蝸牛”快跑——改裝專家談渦輪增壓系統(tǒng)改裝
　菲亞特的Bravo（博悅）已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)并且已經(jīng)開(kāi)始接受預(yù)定，該車最大的看點(diǎn)在于，它搭載了一臺(tái)最大功率達(dá)到110kW的1.4T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，故有“小鋼炮”之稱。因?yàn)樗b備了1.4T高功率發(fā)動(dòng)機(jī)，使它的身價(jià)“倍增”。它的功率及扭矩達(dá)到了一般2.4L自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，而油耗卻僅僅相當(dāng)于1.6L自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)，再配合上6速手動(dòng)變速器及優(yōu)良的底盤系統(tǒng)，使這款車操控性能上了一個(gè)臺(tái)階。
　　這不得不說(shuō)是采用渦輪增壓（Turbo Charger）起到的作用，這也是很多自然進(jìn)氣式的車主改裝渦輪增壓器的原因。特別是消費(fèi)稅的征收、油價(jià)的不斷上漲，渦輪增壓轎車受到越來(lái)越多車主的青睞，汽車廠商也紛紛開(kāi)始推出小排量、高功率的渦輪增壓轎車。
　一些已經(jīng)購(gòu)買了自然進(jìn)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(fèi)不少，但總比換車來(lái)提高車輛性能實(shí)惠得多。前面的文章，已經(jīng)對(duì)渦輪增壓系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)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(guān)問(wèn)題作些介紹。
　　怎樣選擇渦輪增壓器
　　增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的方法有許多種，但以相等功率來(lái)說(shuō)，以純NA（自然吸氣）改裝的花費(fèi)絕對(duì)是使用增壓系統(tǒng)的兩倍，而且功率越大低速扭矩必定流失越多，轉(zhuǎn)速也必定要向上拉高。此外，NA可達(dá)到的極限值也無(wú)法提高到Turbo（渦輪增壓）那么高，所以增壓系統(tǒng)可說(shuō)是最佳功率提升方案。
　那么，車主應(yīng)該怎樣選擇適合自己車型的渦輪增壓器呢？筆者就這個(gè)問(wèn)題采訪了臺(tái)灣改裝專家、Evil品牌總監(jiān)謝宗桓先生。

　由于時(shí)下市售車為了顧及運(yùn)轉(zhuǎn)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(qū)域”的簡(jiǎn)寫(xiě)，指的是渦輪排氣側(cè)入口處最窄的橫切面積，R值是Radius“半徑”的縮寫(xiě)，指的是入口處最窄的橫切面積的中心點(diǎn)到渦輪本體中心點(diǎn)的距離，兩者的比例就是A/R值。）方面通常都會(huì)采用較保守的設(shè)定，所以就改裝的觀點(diǎn)來(lái)看，原廠Turbo（渦輪增壓器）當(dāng)然還其有再升級(jí)的空間。而在進(jìn)行Turbo加裝或升級(jí)的時(shí)候，很多人都會(huì)感到困惑，到底是要選擇能夠發(fā)揮大功率的Turbo，還是要選擇擅長(zhǎng)反應(yīng)低轉(zhuǎn)速就能發(fā)揮的扭力型Turbo呢?
　　謝宗桓先說(shuō)，事實(shí)上，內(nèi)部容量大小，http://www.gzypkg.com/不過(guò)是配合各式渦輪有所不同的特性來(lái)設(shè)計(jì)的，而發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)然也有自己的特性，單凸和雙凸就各有長(zhǎng)處。選擇渦輪時(shí)也要考量其發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，此外排氣量也非常重要。舉例來(lái)說(shuō)，大排量的發(fā)動(dòng)機(jī)上裝置扭力型的小容量渦輪，雖然它有低轉(zhuǎn)反應(yīng)佳的優(yōu)點(diǎn)，Turbo非常快就出現(xiàn)效果，但容量也很快就塞滿了，轉(zhuǎn)眼間轉(zhuǎn)速已達(dá)到最高點(diǎn)了，壓力亦很難增加上去，因此到了排廢氣能量較大的高轉(zhuǎn)區(qū)域，增壓已經(jīng)達(dá)到極限，無(wú)法進(jìn)一步增加發(fā)動(dòng)機(jī)空氣進(jìn)氣量，這時(shí)要它再將功率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速向上提升實(shí)在非常勉強(qiáng)。當(dāng)然也無(wú)法期待能夠輸出高功率，這便是小型渦輪的不利點(diǎn)。
　相反地，若是想讓渦輪到高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生大功率才開(kāi)始發(fā)揮作用，則加大渦輪本體的體積是提升增壓風(fēng)量最快的方法。不過(guò)，渦輪的容量越大，雖能夠?qū)⒃蕉嗟目諝馑腿肫變?nèi)，但是驅(qū)動(dòng)渦輪所需的動(dòng)力也必須相對(duì)增大。也就是說(shuō)，要驅(qū)動(dòng)容量越大的渦輪并使其完全發(fā)揮增壓效果，發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)排放廢氣量較小時(shí)的低轉(zhuǎn)速區(qū)域，渦輪本身的旋轉(zhuǎn)速率相對(duì)地?zé)o法提高，增壓值亦很難提升上去。所以只要葉片的轉(zhuǎn)速降下去，便很難快速再加速上來(lái)，這也就形成渦輪最嚴(yán)重的缺點(diǎn)Turbo Leg（渦輪遲滯）。

所以如果是發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，就動(dòng)力輸出來(lái)看，使用大渦輪的發(fā)動(dòng)機(jī)，在功率方面比較有利，但是在增壓反應(yīng)以及整體運(yùn)轉(zhuǎn)特性這邊，大渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)必然無(wú)法和小渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)相抗衡。所以如果能同時(shí)擁有功率大，反應(yīng)快是許多性能狂的夢(mèng)想。因此，便有廠家推出采用進(jìn)氣側(cè)大配合排氣側(cè)小的Hybrid混種型Turbine，十分受到歡迎。其優(yōu)點(diǎn)在于具有反應(yīng)極快，高轉(zhuǎn)功率輸出良好，可兼顧全轉(zhuǎn)速域的表現(xiàn)。以HKS 2530為例，其便是由A/R80的驅(qū)動(dòng)輪再組合A/R60的壓縮輪。不過(guò)，這種搭配如果太過(guò)極端的話，很容易發(fā)生排氣壓力過(guò)大，甚至是熔毀葉片的情形。解決的方法除了使用運(yùn)作靈敏的排氣泄壓閥、大口徑FrontPipe之外，最徹底的還是運(yùn)用高強(qiáng)度的鈦合金排氣葉片，當(dāng)然，其輕量化的特質(zhì)順道對(duì)Turbine反應(yīng)的增進(jìn)也有不小助益。
 　　另外，還可以根據(jù)Turbo的相關(guān)參數(shù)來(lái)選擇，如A/R值、Trim（Trim值是指壓氣機(jī)葉片的進(jìn)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(fēng)量圖)等來(lái)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(zhuǎn)反應(yīng)佳。

　　改裝第一步

　　改裝渦輪增壓器，因其是會(huì)增加阻力的零件，造成排氣管內(nèi)的壓力連帶隨之上升，如此將對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)造成阻礙，故改裝的第一步便需要從排氣系統(tǒng)的順暢性做起，基礎(chǔ)的提升排氣系統(tǒng)，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(shí)中尾段管徑也得跟著加粗，并直線化與漸次放大構(gòu)造，這樣因排氣暢通增壓速率亦會(huì)有所增加。
　　再則是將連接排氣渦輪入口的支管長(zhǎng)化以減低排氣壓力，而其優(yōu)點(diǎn)就是可讓各缸排廢氣節(jié)奏相同，使Turbine能夠受到持續(xù)、定量的沖擊。可以提高增壓的效率，也會(huì)提高渦輪本身的壽命。但缺點(diǎn)就是由于等長(zhǎng)及大徑化必減少排氣背壓, 會(huì)使低速扭力減少，此外，支管長(zhǎng)度亦為重要之處，總體長(zhǎng)度長(zhǎng)的話，渦輪的效果就會(huì)較為持續(xù)，但反應(yīng)速度便不如較短的型式來(lái)得快，這也是改裝時(shí)要考量的地方。
　　改裝渦輪增壓器可以達(dá)到什么效果
　　一般來(lái)說(shuō)，一臺(tái)普通的2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)一般能發(fā)出110～147kW功率，而加裝渦輪增壓器以后則可以發(fā)出220kW以上的動(dòng)力。改裝了渦輪增壓器后，相比原來(lái)的自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性也有明顯提高，再加上相對(duì)減小了機(jī)械損失和散熱損失，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率和熱效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓后燃油消耗率可降低5%～10%。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)海拔高度變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，因此裝有廢氣渦輪增壓的汽車在高原地區(qū)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

　有一位伊蘭特的車主，在改裝渦輪增壓時(shí)的要求就非常明確：提高車輛30%以上的動(dòng)力，但百公里油耗的增加不能超過(guò)2 L。每款發(fā)動(dòng)機(jī)都有各自的特點(diǎn)，改裝過(guò)程中對(duì)渦輪增壓值的設(shè)定和調(diào)校尤為重要，要在兼顧原車使用壽命和油耗、環(huán)保、安全的前提下進(jìn)行。因此，在對(duì)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(shè)定在0.3～0.4bar 之間。改裝完畢后，再看發(fā)動(dòng)機(jī)艙，由于伊蘭特整車和發(fā)動(dòng)機(jī)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(guò)多破壞發(fā)動(dòng)機(jī)艙的整體布局。
　　車主試車后對(duì)車子的整體表現(xiàn)比較滿意，1檔加速時(shí)，低速扭力表現(xiàn)很好，起步輕盈；換入2 檔時(shí)，檔位切換非常平順，當(dāng)轉(zhuǎn)速拉到2000rpm時(shí)，渦輪開(kāi)始工作，雖未出現(xiàn)很強(qiáng)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(dá)到100km/h；再換入4 檔加速，渦輪力量開(kāi)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(jīng)過(guò)幾箱油的測(cè)試，在城市道路行駛，油耗比以前增加1.5L左右，在長(zhǎng)途行駛時(shí)，油耗甚至比以前還略有降低。車主經(jīng)過(guò)三個(gè)月的行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫、油溫沒(méi)有出現(xiàn)異常。

　　改裝渦輪增壓器其周邊也要強(qiáng)化

　　對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓改裝，絕不僅僅是加裝個(gè)渦輪增壓器就完事的，許多相應(yīng)的周邊配套也要作相應(yīng)的強(qiáng)化。

　　對(duì)于此點(diǎn)謝宗桓先生表示，改裝汽油壓力閥是動(dòng)力改裝最基本的一項(xiàng)，這是由于空氣流量以及速率都會(huì)有所改變，因此汽油壓力也必須提升或者擁有調(diào)較的功能，一般來(lái)說(shuō)，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(fā)動(dòng)機(jī)提供更順暢的排氣。改裝增壓以后，散熱是個(gè)大問(wèn)題，中冷器必須得到強(qiáng)化，要更換水溫傳感器或散熱控制系統(tǒng)（如Evil風(fēng)扇控制器），車頭的散熱扇會(huì)提前10℃啟動(dòng)，提供更好的散熱。
　　另外，ECU的燃油分配系統(tǒng)也必須進(jìn)行改動(dòng)以匹配增加的動(dòng)力，主要就是通過(guò)改變噴油時(shí)間以及噴油量，來(lái)避免出現(xiàn)稀薄燃燒導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。所以說(shuō)改裝渦輪增壓器并不會(huì)就是這么簡(jiǎn)單就可以完成的，包括ECU重寫(xiě)、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。

　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(dòng)擋的車在出廠前已經(jīng)做過(guò)了最完善的整車性能匹配，這些車也最好不改，因?yàn)樽詣?dòng)變速器，很有可能會(huì)因?yàn)槌惺懿涣藖?lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大扭矩而報(bào)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(fù)荷，長(zhǎng)距離行駛的貨車和牽引車，也很適合加裝渦輪增壓器。因?yàn)樵陂L(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定負(fù)荷的狀態(tài)下，正是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮其高性能的最佳應(yīng)用之一，強(qiáng)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(duì)轎車而言，渦輪增壓改裝偏向于那些，喜愛(ài)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(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題
　　改裝渦輪后也會(huì)遇到一些問(wèn)題，根據(jù)謝宗桓先的采訪整理，筆者總結(jié)了幾個(gè)比較常見(jiàn)的問(wèn)題，并給出了相應(yīng)的解決方法，以饗讀者。
　　問(wèn)題一：突然間轉(zhuǎn)速無(wú)法上升
　　如遇到此種問(wèn)題應(yīng)該先檢查流量計(jì)（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(jì)發(fā)生了問(wèn)題。流量計(jì)會(huì)出現(xiàn)故障的原因，多是發(fā)動(dòng)機(jī)加大渦輪后，其入風(fēng)量超過(guò)原本可計(jì)測(cè)的電壓值范圍，致使流量計(jì)引線燒毀，再不就是換裝直通空氣濾芯時(shí)，沒(méi)固定好或用了吸塵效果不佳或濕式的濾芯，以致計(jì)內(nèi)的熱線芯受到震動(dòng)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(shí)絕不能采用高壓風(fēng)槍，而是噴灑化清劑后自然風(fēng)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(shí)，增壓空氣不會(huì)回沖造成流量計(jì)而造成損壞。
　　問(wèn)題二：增壓值突然異常下降
　　當(dāng)出現(xiàn)此問(wèn)題，首先要想到進(jìn)氣管路可能出現(xiàn)泄漏，這常發(fā)生在增壓值調(diào)高（Boost-up）或改裝前置中冷器之后。如果又發(fā)現(xiàn)排氣管會(huì)排放黑煙，http://www.gzypkg.com/就更加可以確定是中冷器的進(jìn)出入口端的管路有脫落或爆管，需使用強(qiáng)力對(duì)夾束子、高高密度硅膠管（Silicon）確實(shí)鎖緊；此外泄壓閥卡死、磨損與彈簧磅數(shù)不夠，也會(huì)形成漏氣，必須要隨時(shí)檢查清理，以策安全。

　　問(wèn)題三：發(fā)現(xiàn)完全無(wú)增壓

　　如果發(fā)現(xiàn)完全沒(méi)有增壓的話，很容易就可判斷出故障來(lái)源，就是渦輪內(nèi)部的隔板因長(zhǎng)時(shí)間高增壓持續(xù)行駛，或吸入雜物而破裂所致，碎片在旋轉(zhuǎn)時(shí)，還會(huì)透過(guò)排氣管發(fā)出金屬碰撞的聲響。一般渦輪在故障前都會(huì)出現(xiàn)預(yù)兆，那就是它會(huì)發(fā)出敲擊的聲音（有些陶瓷葉片機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)聲響）或進(jìn)氣管路內(nèi)有機(jī)油滲漏引發(fā)排氣管冒出白煙，此便是葉片軸承已經(jīng)松動(dòng)，因而產(chǎn)生機(jī)油外滲、失去氣密性與廢氣亂竄等情況。當(dāng)渦輪內(nèi)部的軸承平衡性破壞掉后，除因晃動(dòng)帶來(lái)異音與油封泄漏以外，裂開(kāi)的葉片在作動(dòng)時(shí)也會(huì)有“咻”的風(fēng)切聲，如不盡快修復(fù)、換新的話，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油存量就容易不足，傷到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可能性極高。

　　問(wèn)題四：渦輪車怠速持續(xù)不穩(wěn)

　　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(wèn)題便是一換裝上去，便會(huì)使怠速變低、回油熄火的情況，此乃因Blow-off的閥門過(guò)軟使得增壓空氣釋放太多，導(dǎo)致流量計(jì)已傳給電腦的訊號(hào)與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的流量有所差異，結(jié)果就是油氣偏濃致使轉(zhuǎn)速低下甚至熄火。而要解決此問(wèn)題方法有二，一是換成原廠導(dǎo)回Flow Meter之后的內(nèi)循環(huán)方式，使其不要影響到電腦的供油計(jì)算，二是改裝Map sensor（歧管壓力感知器），再輔以供油電腦來(lái)調(diào)教。

　以下是配圖說(shuō)明：
　　A1：渦輪系統(tǒng)在改裝后燃燒室的油氣多數(shù)會(huì)過(guò)濃，易行成燃燒不完全，最好可以改裝點(diǎn)火放大系統(tǒng)，提高點(diǎn)火效率。

　　A2：為保護(hù)渦輪而開(kāi)發(fā)出來(lái)的延遲熄火系統(tǒng)，是讓車輛電門關(guān)閉后，繼續(xù)發(fā)動(dòng)3～5分鐘，以使機(jī)油循環(huán)及防止渦輪內(nèi)的傳動(dòng)力或軸承燒焦而開(kāi)發(fā)。

　A3：渦輪車的散熱系統(tǒng)非常重要，所以改裝水溫風(fēng)扇控制器，使風(fēng)扇提早開(kāi)啟是重要的改裝環(huán)節(jié)！

A4：改裝渦輪后，最好可以安裝精準(zhǔn)度準(zhǔn)確的監(jiān)控儀表，來(lái)隨時(shí)了解車輛狀況。

　　A5：現(xiàn)今電子式壓力控制閥http://car-xztg.com，都具有增壓值顯示功能，可根據(jù)檔位作不同增壓值得調(diào)整。

B1：如突然間轉(zhuǎn)速無(wú)法上升應(yīng)該先檢查流量計(jì)（Flow Meter）是否故障。

　B2：作高增壓設(shè)定改裝時(shí)，定要換裝大口徑的吸氣導(dǎo)管。

　B3：許多渦輪車主都喜歡大氣泄放式Blow-off的聲響，但須選擇品質(zhì)好的改裝品來(lái)使用。