創新渦輪引擎設計 《Ford》前引擎工程師構思「獨立式渦輪系統」

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圖片來源:Jim Clarke

在節能趨勢之下,汽車製造商近年來都已經將新世代渦輪引擎的排氣量不斷下修,引擎汽缸數也有減少。但是在排氣量縮小到一定程度之後,這些新世代引擎無可避免的會有渦輪遲滯或者低轉速動力不足的情況。為了解決這些問題,汽車製造商也不斷尋求答案,包括可變渦輪葉片、電子渦輪或者小尺寸的渦輪增壓器等等。然而,Jim Clarke,一位前Ford引擎工程師卻有一個瘋狂卻又讓人驚豔的新構想,他提升內燃機引擎效能的方式是在每一缸都安裝一具獨立的渦輪增壓器。

圖片來源:AMS Performance

這個思維讓人想到獨立式節氣門系統,也就是俗稱的多喉直噴。這位工程師的構想目前僅處於理論階段,尚未有任何原型被製作出來,但是Jim Clarke已經為此註冊了一份多達27頁的專利。這位工程師的做法是在每一個汽缸配置兩個獨立節氣門以及一個渦輪增壓器,每一個進氣汽門個搭配一個獨立節氣門,並且將渦輪增壓器盡可能的安裝在靠近排氣汽門的出口。Jim Clarke表示在這樣的配置之下,汽缸能夠更快的填滿空氣並且在短時間內完成增壓,這意味著引擎能夠迅速的達到扭力峰值,而且排出的廢氣也能夠用最大的能量去推動渦輪增壓器。

這位工程師說明,假使將渦輪增壓器擺放的越接近排氣汽門,那廢氣氣流所損失的動能就越少,進而能夠更快速的推動渦輪葉片。另一方面,由於是每缸獨立渦輪,因此渦輪增壓器的體積都會相當小,在轉動慣性較小的情況下就能夠輕易的被推動旋轉,理論上能夠消除小排氣量渦輪引擎的渦輪遲滯現象,並且讓內燃機效率增加。

圖片來源:Garrett

然而,這個構想雖然非常有潛力,但是這套系統的機械結構卻也相當複雜。以一具三缸引擎來說,就需要3個渦輪增壓器、6個獨立節氣門,其他還有進排氣的管路等等。這些數量繁多的零組件可能造成引擎製作的成本上升不少,同時還必須比較這種方式與其他消除渦輪遲滯的方式之間在性能上有多少差異。儘管這套系統未來的情況還不明朗,但是這確實是一個相當特別的概念,也希望在不久的未來就能看到原型實品被製作出來,讓車迷見識一下這套「獨立式渦輪系統」的效能如何。

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