自然進氣和渦輪增壓,他們差在哪?

長崎小學堂

我們都知道大部分的汽油車主要分成自然進氣(Naturally Aspirated/NA)和渦輪增壓(Turbocharger),而他們也各自有擁護者,今天我們就來講講兩者的不同。

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👉自然進氣

自然進氣的優點不外乎是更耐用,因為不需要強迫引擎加強進氣,也沒有多一個渦輪裝置,所以毛病相對來說比較少,也更好維護;但唯一能物理性增強馬力的方式是安裝高流量濾網來增加進氣量。

*補充:車輛電腦會以進氣量的多寡來計算汽缸供油量,如果進氣愈多,馬力才會到達理想數值。

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👉渦輪增壓

而渦輪增壓顧名思義就是使用渦輪來增加進氣量,這裡整理出幾個特點:

1. 使用廢氣驅動渦輪葉片,早期的渦輪增壓有渦輪遲滯的問題

2. 現在有些設計則是使用輕量化陶瓷葉片,使他於低轉速便能開始作動。通常此設計會有排氣閥門藉以偵測過高的排氣岐管壓力。

3. 現在則有VGT可變幾何渦輪設計的渦輪排氣扇葉,讓引擎不論在低轉速或高轉速都能有絕佳的增壓表現。

👉自然進氣還是渦輪增壓的藍哥?

如果拿Jeep Wrangler來作比較(他剛好是分成3.6L V6自然進氣和2.0L I4渦輪增壓兩種汽油引擎),2.0L的Wrangler催油門雖然還是有點延遲,但他利用eTorque系統來輔助起步,減輕延遲感(2022年式的2.0L就不會有eTorque),但隨著轉速增加,開起來的感覺會相較自然進氣更有爆發力,到了5500轉左右會達到最大馬力;而3.6L的催油門就很順,馬力是線性提升,但就比較沒有2.0L的衝勁。我們也能從下面的圖看到引擎轉速(RPM)和馬力(HP)、扭力(TQ)之間的關係。

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補充:Etorque是什麼?

他是一種48V輕型油電混合系統,提供車子額外扭力。能夠輔助煞車-起步、增加燃油經濟性以及減少排氣量。現今市面上已有多款車型有輕油電系統,只是各品牌稱呼可能有所不同。

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補充:

1. 渦輪引擎如果加入辛烷值越高的汽油(98無鉛),表現會愈好

2. 對於想要越野或是更換大輪胎的客人來說扭力是很重要的

補充:Jeep同樣體系的貨卡Gladiator為什麼使用的是3.6L自然進氣引擎,而不是使用2.0L渦輪增壓系統呢? 官方的回應是,因為2.0L的四缸引擎具備較差的拖曳能力,而貨卡著重拖曳功能,所以Gladiator目前只有3.6L自然進氣的選項

🎬同場加映:機械增壓是什麼?

說到渦輪增壓,就不得不提另一種增壓方式—機械增壓(Supercharger)。他們兩種增壓系統都是透過強制進氣,藉由吸入更多空氣進入氣缸內而得以取得較大的馬力。

以下來舉機械增壓的幾個特點:

1. 藉由曲軸皮帶帶動增壓器,增壓器再將空氣注入汽缸

2. 不像渦輪會有遲滯問題

3. 較好保養

4. 增加馬力的同時,也會同時消耗引擎出力(但是整體來說帶出來的力會比耗損的高)

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補充三種機械增壓方式:

*適合低轉速(Good at low rpm):Twin-screw (雙螺旋增壓器)and roots superchargers(魯式增壓器)

*適合高轉速(Good at high rpm):Centrifugal (離心式增壓器)

-Centrifugal :結構近似turbocharger。他大部分安裝在引擎前方,較為輕巧。

👉為什麼大多車廠都用渦輪增壓而不是機械增壓?

雖然機械增壓式提升整體的馬力,但是反過來說耗油就較大。而渦輪增壓是在一定轉速時提升馬力,所以燃油經濟性也比較高。而依照多數人開車的習慣,渦輪增壓是比較符合大眾市場的。

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