渦輪增壓引擎，對一般房車來說，在過去可以說是性能的象徵，許多改裝車也都會為了增加馬力而外掛渦輪，誰能想到在現今，渦輪引擎因為環保與節能而成為了燃油車的趨勢，從小車到SUV大車，絕大部分車款都配有渦輪，即便引擎排氣量不高，也能具備與過去大排氣量自然進氣引擎相等的動力，究竟渦輪是什麼黑科技？是如何讓引擎動力提升的呢？讓我們一同揭開汽車渦輪的神秘面紗。
渦輪的功用與原理
汽車渦輪的主要功用是增加引擎的輸出動力，構造上簡單來說可以想像兩組串接的葉片，一端接著引擎排氣端、另一端則是接著引擎進氣端，透過引擎排氣端的廢氣推動葉片，同步帶動進氣端葉片，讓更多空氣壓入汽缸中進而增加進氣量。提高汽缸容積效率，便能提升更多的動力輸出。因此，渦輪增壓器的運轉與引擎排氣氣流直接相關。
渦輪依靠引擎排氣推動葉片（紅色處），進而讓進氣側加壓，把更多空氣送入汽缸中（藍色處）。
渦輪的優點與缺點
渦輪增壓引擎大致上提供以下優點：
- 提升引擎動力
- 減少引擎體積、降低引擎重量
- 相同動力下，小排氣量渦輪引擎相比大排氣量引擎，油耗及廢氣較漂亮
- 在台灣，小排氣量在稅金級距上也有優勢
渦輪增壓引擎大致上會出現以下缺點：
- 渦輪需要一定的排氣量才能作動，因此剛踩下油門到渦輪啟動中間會有一段空窗期，稱作渦輪延遲（Turbo lag）。
- 由於渦輪本身轉速通常約在80,000~200,000 RPM甚至250,000 RPM，因此更需注意機件潤滑、冷卻以及保養。
- 為確保渦輪能獲得完全的潤滑以及冷卻，通常車輛啟動、熄火前會維持怠速一段時間，不過現今一些車輛在熄火後依然會讓冷卻風扇持續作動一段時間，就不用特別維持怠速。
- 渦輪本身有壽命限制，隨著技術進步，現在渦輪壽命本身約在25萬公里上下。
- 整體使用壽命來看，渦輪引擎壽命會較自然進氣引擎短一些。
渦輪大小差異與渦輪數量差異
渦輪能增加多少動力，主要得取決於渦輪大小以及數量，例如大渦輪可提供較大的動力輸出，但也需要更多的排氣量才能驅動，反應較慢，小渦輪雖然提供的動力較小，但反應較快，在引擎低轉時便能作動，能更早提升車速，不過實際還是得看如何配置，例如經典轉子引擎性能車RX-7，便採用串聯式雙渦輪增壓系統，當引擎在低轉時，系統將排氣導入1號渦輪，使其在低轉時便能啟動渦輪，當轉速夠高、排氣量充足時，再讓排氣導入到2號渦輪，讓引擎發揮出完整性能。
小排氣量引擎搭配渦輪
小排氣量引擎搭配渦輪增壓技術是目前許多汽車製造商所採用的解決方案。通過在小排氣量引擎上使用渦輪增壓技術，可以實現相對較大的動力輸出，同時減少燃油消耗和排放。
小排氣量引擎在低負荷情況下的效率較高，但在高負荷情況下缺乏足夠的動力輸出。渦輪增壓技術的引入可以在需要時提供額外的動力，彌補小排氣量引擎的不足。這種組合可以在不犧牲油耗的同時，為車輛提供更出色的性能。
什麼是電子渦輪？
隨著技術的不斷發展，新興的電子渦輪技術開始引起關注。電子渦輪是一種通過電動馬達驅動的渦輪增壓器，而不是依賴引擎排氣。
電子渦輪的工作原理是通過控制電動馬達的轉速，來控制壓縮機葉輪的轉速。這使得渦輪增壓器能夠有更好的反應，也因為不是依靠引擎排氣，便沒有Turbo lag問題。
不過現在電子渦輪通常是與傳統渦輪互相搭配，透過閥門切換，在低轉速時由電子渦輪增壓，等到引擎轉速夠高、排氣量足夠驅動傳統渦輪，便將閥門切換至傳統渦輪持續增壓，從而完全消除Turbo lag。
結論
汽車渦輪增壓技術在現代汽車工業中扮演著重要角色。它提供了更大的動力輸出、提高了引擎效率，同時減少了燃油消耗和排放。透過在小排氣量引擎上應用渦輪增壓技術，可以彌補動力不足的問題，同時提供出色的性能。此外，新興的電子渦輪技術也將渦輪引擎最詬病的Turbo lag問題消除。渦輪已經可以說是現在絕大部分車輛不可或缺的配備之一。
圖片來源：Car Throttle、CarAdvice、Drifted.com、Ford Performance Parts、Garrett Motion、Holley、PAC Performance
