【國王學苑】渦輪遲滯的獨特解方─《Porsche Dynamic Boost》解析

 

當全球汽車工業的動力系統開始朝向渦輪增壓發展時,有一項所有車廠都積極想要解決的問題就是「Turbo Lag渦輪遲滯」現象。由於渦輪增壓器的葉片仰賴引擎排出的廢氣來推動,因此在達到最佳增壓值之前會有一小段蓄壓的時間,這也造成了駕駛在踩下油門到動力湧現之間會出現一個短暫的動力空窗期,也就是渦輪遲滯,而尺寸越大的渦輪和排氣量越小的引擎,渦輪遲滯的現象也就越明顯。

當渦輪科技早期應用在賽事領域當中時,賽車工業發展出的解決方式為「偏時點火系統」,藉由收油的時候將汽缸點火時機延後並且持續供油,造成排氣汽門開啟時缸內尚在燃燒的高壓氣體衝出,持續地推動渦輪葉片,達到維持增壓值的效果。然而,偏時點火系統導致的高溫高壓氣體對於渦輪增壓器的負擔極大,因此會大幅縮短渦輪增壓器壽命,以WRC拉力賽車來說,平均每跑完一場比賽就需要換上一顆全新的渦輪增壓器。因此,偏時點火系統較不適合使用於市售車上,這讓汽車製造商轉為尋找其他方式來改善渦輪遲滯的問題。

▲影片中的拉力賽車使用了偏時點火系統,因此在入彎收油時會有如鞭炮般的持續爆燃聲。

對此,《Porsche》使用了一種簡單又能夠維持機件耐用度的方式來減輕渦輪遲滯,並且將這項技術稱為《Dynamic Boost》。相較於偏時點火系統較為激烈的解決方式,Porsche Dynamic Boost是屬於比較中性、溫和的渦輪遲滯解方。一般來說,正常引擎在駕駛收油之後,會關閉節氣門並且停止供油,而Porsche Dynamic Boost系統雖然在駕駛收油時一樣會停止供油,但是卻會將節氣門保持在開啟的狀態。在這個狀態之下,引擎雖然無法提供車輛動力,但是卻會有較多的空氣進入汽缸內,此時引擎轉變為類似空氣泵浦的狀態,持續將進入引擎的空氣排入渦輪當中,保持渦輪葉片旋轉並且維持一定程度的增壓值,縮短踩下油門之後回到最佳增壓值的時間。

  • 【國王學苑】渦輪遲滯的獨特解方─《Porsche Dynamic Boost》解析紅箭頭所指的就是Porsche渦輪引擎的電子式節氣門
  • 【國王學苑】渦輪遲滯的獨特解方─《Porsche Dynamic Boost》解析鳥瞰圖紅圈處為節氣門機構
  • 【國王學苑】渦輪遲滯的獨特解方─《Porsche Dynamic Boost》解析Porsche藉由Dynamic Boost系統來減輕渦輪遲滯、加強油門反應

另一方面,正常當節氣門關閉之後,引擎的進氣岐管會進入真空狀態,當節氣門再度開啟時空氣填滿歧管到進入燃燒室之間也會有一段微小的時間差。由於Dynamic Boost一直保持節氣門開啟,當駕駛再度踩下油門讓引擎開始供油運轉時,就不會有這一段時間差,踩下油門的瞬間動力即出現,進一步提高了油門反應。僅僅一個簡單的機制,就讓Porsche的渦輪引擎減輕渦輪遲滯現象,也不需要像偏時點火一樣持續供油增加油耗,同時又提升了油門反應,讓人不得不稱讚Porsche精明的工程頭腦。

  • 【國王學苑】渦輪遲滯的獨特解方─《Porsche Dynamic Boost》解析Dynamic Boost機構簡單,但是讓Porsche的渦輪引擎擁有絕佳性能
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圖片 / 影片來源:Porsche / YouTube

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