渦輪引擎作動的原理與日常注意事項

由於 Lexus NX200t / NX300 是使用渦輪增壓引擎的休旅車, 而配備的這一顆原廠代號為 8AR-FTS 的直列四缸渦輪增壓引擎,以1998c.c.的排氣量、輔以 Dual VVT-iW可變汽門與D-4ST缸內直噴供油, 能在 4800轉時產生 235匹的最大馬力, 1650轉時產生 258 lb-ft (相當於 350 N-m) 的最大扭力, 是一具品質相當優異的引擎。而了解渦輪引擎的簡單運作原理與注意事項絕對有助於延長愛車的使用壽命, 達到安全用車的目的, 因此底下就簡單的陳述一下渦輪引擎的作動原理與一些日常注意事項。

A. 渦輪增壓引擎作動的原理:

 

首先是由燃燒之後的廢氣流入排氣側渦輪的外殼內,然後一邊帶動排氣葉片一邊繞行壓縮輪自中央出口排出,流向 Front Pipe 到中尾段排氣管。在驅動輪開始動作的同時,位於相反側的進氣壓縮輪也會跟著轉動,將空氣從中間的進氣口吸至渦捲室中,而經壓縮的空氣則會再通過中冷器散熱,最後才會被壓送到汽缸內燃燒爆發。在空氣從濾清器吸入到引擎的過程中,相關的控制部分主要是設在濾芯後方的流量計,會告知 ECU所測得的空氣流量,並發出指令給噴油嘴噴出適當的燃料,接著加速時增壓電磁閥將會感知歧管的壓力,在過壓狀態下使排氣洩壓閥排出多餘的廢氣,以維持渦輪Boost的最大上限;而回油時進氣洩壓閥閥門會被引擎負壓吸開,將正壓空氣導回流量計之後或直接洩放出,來確保增壓氣體不致逆衝回渦輪,以上就是渦輪引擎的簡單作動原理與流程。

 

 

B. 如何正確使用渦輪: 愛乾淨不怕麻煩、延遲熄火、勤加換油

 

首先必須保持空氣濾芯的清潔。因為空氣濾芯一旦過髒而阻塞,在低速時會因吸氣阻力變大的緣故,導致怠速勢必會有忽高忽低的不平衡現象,雖然會有怠速馬達做自動提速的動作,但由於一主動一被動的相互切入,其效果還是有限;另外空氣濾芯太髒,對高轉馬力的表現也不好,甚至會對進氣葉片造成嚴重傷害,因為阻塞的空氣濾芯容易使進氣管路內的空氣飽和度不夠,造成管路真空值上升,此時一旦有微量的空氣吸入,就很容易因空氣的衝擊,造成進氣葉片上緣羽狀化,失去葉片平衡及減低進氣量,導致渦輪壽命縮短。另外就是還有很多原廠渦輪車都會配置的熱線或熱膜式空氣流量計,由於它是接續在濾芯的後方,如果濾芯髒污也會連帶使這些流量計附著污垢,如此一來傳給ECU錯誤的訊息,將會影響到正確的燃調對應,如此怠速不穩甚至引擎無力都會發生,不過流量計最好不要隨便清理,因為其內的熱線芯非常脆弱,弄不好是會完全搞壞的。

 

另外就是養成定期更換機油濾芯的習慣。機油濾芯內有一過壓閥門,平常是不會作動,一旦濾芯久未更換阻塞時,此閥門就會因油壓過高而打開,此時機油就會在未過濾的情況下,再流回引擎內循環,請各位讀者試想,這些帶有鐵削的機油,流經渦輪軸心細小油道中時,是不是就很容易造成油道阻塞呢?油道一旦阻塞,軸心就無法透過機油冷卻、潤滑,如此一來將會造成軸心異常磨損,縮短軸心壽命。

 

還有一個壞習慣,也會導致軸心油道的阻塞,那就是沒有進行停車前引擎、渦輪本體冷卻的動作。因為渦輪軸心的工作溫度相當高,一旦車輛在高溫運轉後立即熄火,將會導致停滯在軸心附近的機油因高溫而變成油泥,次數一多油道口徑自然就會變小,造成軸心銅套散熱不良並受熱膨脹,最後就像引擎活塞縮缸一樣使軸心卡住,甚至出現軸心扭斷的嚴重問題, 所以養成延遲熄火的習慣是必須的,但是其實也不必刻意去做原地停車延遲熄火的動作,只要在到達目的地的前三、四分鐘前,降低引擎轉速低速行駛一段路,就可以讓引擎及渦輪溫度降低至安全範圍,這樣一來不但可以免掉怠速燃油的消耗,還能節省寶貴的時間。

 

最後, 還有一個要注意的問題可能會造成渦輪故障,那就是機油清潔劑的不當使用(不是汽油清潔劑!)。許多人在更換機油前,會倒一瓶機油清潔劑到引擎中循環,目的就是希望能藉此將引擎中的油道做一番清潔,但這些化學溶劑如果殘留的話很容易使機油變稀(因為機油清潔劑的作用就是在清潔油道),導致軸心中的油膜破裂,造成軸心磨損,因此能盡量不用就不用, 真的有要使用的話, 也務必要在使用之後徹底清除乾淨才行。

 

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