渦輪引擎調教時,中冷 (Intercooler)為何如此重要?

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若渦輪引擎想要有更高效率、更大的馬力,就必須重寫ECU的軟體,而當渦輪引擎的ECU調教後,隨便都可以提升15%~40%的效能。

然而,在引擎運轉的馬力及扭力提升同時,伴隨而來的熱能就會跟著提高。但,如果提高的熱能超過安全值,或是因為進氣量不夠、空氣流速不足而造成空氣太熱,使得電腦調教後的車輛無法獲得更穩定及持續的動力,嚴重的話可能會導致引擎毀損,降低引擎耐用度。當然,選擇正確的調教方式就如同EXE Tuning所強調的,我們提供的是最安全最聰明的邏輯性電腦改裝,調教後的ECU會依照 EXE Tuning 所給予的邏輯自行調整至最適(安全)條件,因此電腦在遇到上述情況時,為了保護引擎就會限制(降低)動力輸出。

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當然,選擇正確的調教方式就如同EXE Tuning所強調的,我們提供的是最安全最聰明的邏輯性電腦改裝,調教後的ECU會依照 EXE Tuning 所給予的邏輯自行調整至最適(安全)條件,因此電腦在遇到上述情況時,為了保護引擎就會限制(降低)動力輸出。

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EXE Tuning的ECU調教是針對台灣氣候與道路使用情況給予最適條件,調教後的電腦雖然已經比原廠的順暢好開,但以目前市場的歐規車為例,都是以歐洲的天氣設計出產的,台灣的氣候與歐洲型態迥異,原廠配置的中冷,常已不敷使用,因此當正確的ECU調教再加上好的中冷,不只可以享受綿綿不絕的動力,更是決定引擎動態平衡及耐用度的關鍵,因此,中冷的重要性不言而喻!

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常聽人家說換了太大的中冷(Intercooler)會導致TURBO LAG

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這說法完全不正確,目前為止沒有一位EXE Tuning的車友因為升級了超大中冷(Intercooler)而導致Turbo Lag,反而油門反應更快、動力更飽滿,這又是為什麼呢?繼續看下去你就會有答案了。

中冷器Intercooler的最主要三大功能為:
1、降低進氣溫度
當空氣進入渦輪增壓之後,因為渦輪本體處於高溫狀態,空氣被壓縮過後密度會變得更高,過程當中也會產生熱能,這時候就必須透過中冷器冷卻之後才能進入燃燒室。因為熱脹冷縮的原理,在經過中冷器冷卻過後的空氣密度因冷卻而更高,當中所包含的O2含量則會更高,進入引擎內部燃燒時,爆炸力道就能更強勁,引擎的運作效率則更高。好的中冷甚至可以在行進間,將空氣的溫度從90°C降溫到30°C。

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若中冷器運作不當很容易導致引擎進氣溫度過高,接著就會發生爆震,這會嚴重影響引擎壽命,特別是引擎傷害最大的LSPI的產生,且過高的空氣溫度也會因空氣熱膨脹而大幅降低O2含量,造成進氣效益大幅降低,動力輸出的表現自然無法如預期良好甚至更差,有資料表明,在相同的空燃比條件下,增壓空氣的溫度每下降10度,引擎輸出功率就能提高3%~5%。

2、增加進氣流量

有關中冷另一項很重要的項目就是其空氣流量CFM(每分鐘空氣流量),當被壓縮的空氣從A點到B點的過程中,CORE內部的空間設計及兩側進排氣口的設計都會影響到流量跟流速,當流量增加了,表示同一單位時間內可以有更多的空氣流向燃燒室。

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當有更多的空氣進入燃燒室,如同吃了大力丸一樣可以產生更多的爆發力,在同一轉速及增壓值下,可以獲得更多的動力。不同形狀的CORE會影響到其安裝位置,影響撞風面積及內部空氣容積率。

若在流速過快的情況下,散熱效率會因為停留時間短而較差,流速過慢會導致油門反應不佳,動力遲滯的問題產生。所以空氣的流速、撞風面積、中冷的體積、中冷的形狀、口徑的大小及進出口的設計,都是影響中冷效率的關鍵因素。所以好的中冷可以提高整體的空氣總流量及流速。

3、減少空氣壓力的流失

而中冷在增壓過程中壓力的流失,更是所有改裝中冷過程中不可忽視的一個非常重要的環節!渦輪在出風經過中冷之後,再到節氣門,之後進入進氣歧管,才會經過引擎汽門,到達汽缸裡面的燃燒室。

這個行進過程當中因為路徑長,還有管路材質的關係,一定會產生BOOST DROP,會流失一部分的壓力。而最嚴重的流失通常發生在中冷的通道,一般設計的中冷可能會流失15%~30%的BOOST DROP,但好的中冷在空氣流通之後可能最多只流失1 PSI(1磅力在1平方英寸面積所產生的壓強)而已。

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而且是在中冷的容積量達到1000 CFM的流速下只流失1PSI!當BOOST DROP越少,燃燒室所能獲得的增壓壓力越大,引擎動力自然更高。甚至渦輪產生一樣的增壓值,但是動力卻更大的錯覺。

以上有關中冷器intercooler的三個要素都會影響ECU判斷,所以一台車只需要改裝中冷就夠了嗎?不,還早的很呢!原況廠電腦的設計是設計來應付一般的情下,但如果在中冷效率提高如此多的情況下ECU是否還跟的上呢?這時候當然就要將ECU邏輯調教成相對應的運算能力才能讓整體發揮出最大效益,並使引擎達到最大的動態平衡。

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當引擎的進氣量變大的同時,排氣部分也要跟著調整,如果只進不出或是進多出少,都會影響整個動態平衡。有人可能會問中冷可以直接增加馬力嗎?當然不行!但是好的中冷會降低壓力損失,提高流量增加流速。可以提升燃燒室"原本"應該擁有的壓力量,所以會有馬力增加的錯覺,但那根本就是原本就該發揮出的馬力!這更會直接反應到油門的反應及動力的回饋上。

那如何知道怎樣的中冷(Intercooler)對車子的效益最高呢?這就是各家廠商的KNOWHOW了。市面上各種價格的中冷都有,而且價差極大,其中的知識以及各家廠商的經驗都是其"專業",且每個品牌都有其擅長應對的車款車種的中冷,無法輕易用價格來判定。最後要注意的是中冷中的各種CORE以及也會直接影響一個中冷的好壞。最後,再強調一次!正確的ECU調教再加上好的中冷,不只可以享受綿綿不絕的動力,更是決定引擎動態平衡及耐用度的關鍵。

祝大家改(車)的愉快,沒有負擔,花錢享受而非繳學費!

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