雙渦輪增壓或雙渦管渦輪(twin-scroll):哪個比較好?

Antonio Roncero    @roncero_antonio    19 August 2021     4 min.
雙渦輪增壓或雙渦管渦輪(twin-scroll):哪個比較好?

採用雙渦管(twin scroll)渦輪增壓器,可以達到與雙渦輪系統相近的效果,同時簡化機械結構並降低故障風險。

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我們在其他文章中談過增壓的類型與 運作原理,重點在於:當需要提升性能時,把比引擎自行吸入量更多的空氣送進汽缸,有哪些好處。渦輪增壓器的優點在於,它是提升引擎功率非常有效的方式,因此無論是汽油引擎還是柴油引擎,都已廣泛採用。

正因如此,如今幾乎已經沒有搭載自然吸氣引擎的新車,只剩下不需要太多動力、專供城市使用的小型車款。另外,油電混合車中,電動馬達在某些情況下可以(在一定程度上)發揮類似渦輪的作用,在特定情境下把動力加給燃油引擎,提供額外助力。

渦輪車的缺點是,這套系統並不簡單:渦輪必須以極高轉速運轉,並且需要特別的保養,尤其是潤滑方面。渦輪增壓器一旦損壞,可能是最昂貴的故障之一:在一台4缸渦輪柴油引擎上更換渦輪,費用可能在1,000至1,500歐元之間。

配備多個渦輪增壓器的引擎

試想一下,如果談的是配備兩個以上渦輪增壓器的車款。渦輪增壓的一個問題是「渦輪遲滯」(turbo lag),也就是渦輪的響應延遲,因為它的運作取決於排氣流的壓力,換句話說,取決於引擎負荷。為了解決這個問題,出現了可變幾何渦輪增壓器、由電動馬達輔助的渦輪增壓器、使用多個渦輪增壓器,或是雙渦管渦輪增壓器。

小型渦輪能讓排氣迅速加速渦輪,反應幾乎立即,但會限制性能提升的空間。反過來說:大型渦輪可以產生很大的功率,但要克服渦輪的慣性,讓它真正「吹」起來需要很長時間。將小型或低壓渦輪與大型或高壓渦輪組合,是直列式增壓引擎中非常常見的解決方案。

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從技術上講,V型引擎若每排汽缸各配一個單渦輪,並不具備這種雙重增壓,不過兩種情況都可稱為「雙渦輪」引擎。也有V型引擎只用一個渦輪服務兩排汽缸,或是以兩個串聯渦輪同時為所有汽缸工作。另外,BMW的6缸直列渦輪柴油引擎現在採用多達四個渦輪增壓器,其中兩個低壓、兩個高壓。注意,這是在同一排汽缸上使用四個渦輪。例如Bugatti Chiron,也有4個渦輪,但它是16缸引擎,相當於四台4缸引擎,每個缸組配一個渦輪。

雙渦管(Twin Scroll)渦輪:低轉速時響應更佳

事實上,BMW是最早看重雙渦管渦輪優點的廠商之一,並以此取代了雙渦輪配置。「Twin」一詞容易造成混淆,尤其是在提到「Twin-Turbo」或「Twin-Scroll」時,有人會用這兩個詞指稱任一種渦輪,但「Twin-Turbo」引擎可以是有兩個渦輪的引擎,而其中任何一個都不是雙渦管渦輪。

雙渦管渦輪(Twin Scroll Turbo)是單一的渦輪增壓器,不同之處在於排氣不是經由單一通道進入渦輪,而是採用雙通道。

Turbo 4

其目的是盡可能充分利用排氣的慣性來推動渦輪,避免在進氣階段排氣門仍開啟時,部分排氣被倒吸回某些汽缸所造成的壓力損失。簡單來說,雙渦管渦輪能更有效地利用排氣所攜帶的能量。

Turbo 5

雙渦管渦輪的優點十分明顯:依引擎類型不同,可以在不增加零件數量的情況下,達到接近雙渦輪增壓器的性能,從而簡化機械結構,因此也降低了價格以及相關的故障風險。

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