在早些年代,絕大多數原廠或者是後期改裝所採用的渦輪系統都是所謂的單渦流排氣。

  然而就像後期工程師們越來越多的意識到排氣是增加自然吸氣發動機馬力和扭矩輸出的重要因素,越來越多的工程師開始對渦輪以及渦輪排氣進行研究。

  分離式,或者又稱之爲雙渦輪渦輪以及相關排氣逐漸成爲改裝市場的高端配置,甚至成爲了現在部分高性能車的原廠設計。

  比如三菱EVO,斯巴魯STi上就能看到這種設計。而前期civic type R被人廣爲詬病的既是其最新VTEC渦輪發動機沒有采用雙渦流渦輪增壓。

  那麼,什麼是單渦流排氣(恆壓排氣)?什麼又是雙渦流排氣?後期該如何改裝雙渦流排氣?今天,國外大神David Pratte就在superstreetonline上給我們上了一課。

  這張圖上紅色和黃色區域便代表了最經典的雙渦流渦輪增壓。

  如圖所示,雙渦流渦輪增壓有兩個相互獨立的排氣,分別用紅色和黃色進行標識。通過將排氣連接到不同的氣缸上幫助整體掃氣,增加排氣順暢性。

  單渦流排氣在市場上存在時間極度久遠。單渦流排氣既是隻有一個排氣,相對而言,其結構緊湊,價格便宜,而且在高溫下極度耐用。

  所以從簡單設計,安裝以及耐用性考慮,單渦流或者恆壓排氣對於車商而言是最佳的選擇。

  雖然在後期,很多車主可以選擇通過重新調校ECU或者安裝更成熟的等長排氣來增加整車表現,然而這並無法改變單渦流排氣僅僅只有一個排氣通向渦輪的本質。

  因爲這個單一排氣,在低轉速以及高轉速下渦輪的表現可以說是大受影響。低轉速自然是由於渦輪延遲,而高轉速下單渦流會極大的影響掃氣等排氣整體效果。

  這是雙渦流渦輪增壓非常經典的佈局。可以看到這臺四缸發動機中,氣缸1號和4號連向一個排氣,而氣缸3號和2號連在另外一個排氣。如果是在單渦流排氣中,則四個氣缸都會連在一個排氣上。

  對於很多原廠單渦流渦輪而言,最大的限制是單渦流本身和不等長排氣的聯合作用。

  在傳統的高性能JDM上,比如尼桑的SR20DET發動機以及STi的部分發動機上,我們就能找到這種單渦流排氣加不等長排氣組合。

  這裏一定要記住,對於對大多數原廠車,甚至是高性能取向的車,排氣的目的不是將廢氣導向渦輪,排氣最大的目的是將每個氣缸的廢氣有效而快速的排出。

  換句話說,將廢氣導向渦輪從而獲得最大輸出並不是工程師們關注的最大的重點。

  除此之外,從氣缸中排出的廢氣並不是成一個平滑的氣流,由於氣缸有着不同的點火順序,因此排氣會形成一定的排氣波長。

  最簡單的檢測方式,就是當發動機點火的時候,將手放在排氣管就能感受到這些排氣波(如果想要這麼嘗試的同學請一定要注意排氣管溫度,千萬不要燙到自己!!!)。

  而一個氣缸形成的排氣波能干涉其餘氣缸產生的排氣波,從而影響掃氣(掃氣這個概念就是通過排氣波形成的高壓形成的真空將燃燒室內的廢氣強行拉出以增加排氣效率的一種方式)以及增加排氣回彈(當排氣波紊亂的時候其往往會改變方向,從而高溫的廢氣會反向衝回氣缸內,從而嚴重影響燃燒效率)。

  這些由於低效率的掃氣以及排氣回彈不僅意味着廢氣浪費動能從而影響渦輪效率,更意味着更高排氣溫度以及更高的燃燒室溫度,緊接着發動機就會使用更爲保守的點火時間,以及更低的氣門重疊時間,以及更高的油氣混合比例,導致更多的污染物排放。

  而雙渦流增壓則通過相互獨立的排氣來分離不同的氣缸從而極大的緩解了這些問題。

  現在類似的設計思路可以在很多自然吸氣賽用發動機上看到。將氣缸匹配給不同的排氣可以增加渦輪對廢氣使用的效率。

  舉個例子,比如一臺四缸發動機的點火順序是1-3-4-2,不同的數字代表不同的氣缸。當1號缸剛剛打開排氣氣門的時候往往是2號缸排氣氣門由於排氣進氣部分重疊的原因而仍然處於打開狀態。

  換句話說,在單渦流渦輪系統中,這時候1號缸的排氣波就和2號缸的排氣波相互影響,最終的結果是1號缸排氣波影響了2號缸的排氣過程,從而進一步影響了衝向渦輪的廢氣,從而降低渦輪的效率。而如果使用雙渦流渦輪系統,則1號缸和2號缸排氣可以在兩根排氣中進行,從而不相互影響。

  左側爲雙渦流渦輪系統專用的等長排氣,右側爲單渦流渦輪系統專用的等長排氣

  雙渦流渦輪增壓在上文中可以避免排氣的相互相應,換句話說就是增加掃氣的效率,從而優化排氣壓力的分佈以及將廢氣的動能引導至渦輪。

  最終允許更好的進氣排氣重疊,從而改善氣缸內空氣的質量。

  實際上,通過更多的重疊,掃氣其實可以幫助帶入更多的空氣並同時將廢氣更徹底的排出氣缸,從而給每個氣缸帶來更純淨,密度更大的空氣。

  更純淨,密度更大的空氣又帶了什麼呢?

  更大的馬力和扭矩!

  好處遠不止如此。在掃氣的基礎上,點火時間可以進一步延遲。延遲的點火時間導致氣缸內溫度急劇下降。更低的氣缸溫度允許更低的油氣混合比。

  現在的資料顯示,雙渦流渦輪增壓可以增加8%的渦輪效率以及5%的燃油效率。

  如果我們進一步換裝等長排氣,則好處更可以進一步擴大。所謂等長排氣其實是指排氣頭端。等長排氣可以幫助進一步改善渦輪增壓,獲得更大的馬力。

  然而,如果原廠上沒有使用雙渦流渦輪增壓,則後期改裝起來不是一件非常簡單的事情。

  由於更復雜的排氣設計以及需要第二個泄氣閥,雙渦流渦輪增壓需要更復雜的設計。同時,雙渦流渦輪增壓實際上比單渦流渦輪增壓要大一些,因此在後期改裝的時候車主對於引擎室的佈局需要相當費心。

  然而好處顯而易見,換裝雙渦流渦輪增壓可以在低轉速獲得更好的扭矩輸出,在高轉速可以進一步提高渦輪的輸出,對於改裝者而言,這是一個無法拒絕的誘惑。

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