現今的發動機技術日新月異，各種“可變”技術遍布各個零部件；這次，渦輪也不甘落後，學會了玩“變臉”。我們來看看，VTG（Variable Turbine Geometry）可變截面渦輪技術，如何把單獨一個渦輪變出一個小渦輪加一個大渦輪的效果。

　　保時捷正式發布了718 Boxster，跟以往一樣按照動力級别有718 Boxster和718 Boxster S兩種版本；不同的是保時捷用了一台全新開發的水平對置4缸渦輪增壓發動機，取代經典的水平對置6缸自然吸氣發動機。

　　▲得益于VTG渦輪技術，低轉速時就有很好的渦輪響應，百公裡加速隻要4.0秒

　　VTG可變截面渦輪技術到底是怎樣的黑科技呢？往下看！

　　以往隻出現在旗艦911上

　　▲首款運用VTG可變渦輪截面技術的量産車，保時捷997 Turbo

　　這不是保時捷首次推出VTG可變截面渦輪這個技術，早在997 turbo上，這個黑科技已經面世，在997 GT2 RS上，得益于這個科技，3.6L搭載兩個大型渦輪增壓器的水平對置發動機被推至620hp最大馬力，輸出相當驚人。扭矩平原也是相當的寬，從2250-5500rpm都能輸出最大的700Nm扭矩，這就是VTG渦輪技術的功勞，能有效減低渦輪遲滞，能更早地讓渦輪快速運轉起來。

　　▲保時捷997 GT2 RS 700Nm扭矩的輸出範圍相當的寬

　　從那以後，VTG可變截面渦輪變成了911 turbo以上的旗艦車型的标準“配置”。那為什麼新的3.0T的991.2上，也沒有這個新科技，718 BoxsterS上會有呢？

　　這是因為在991.2上使用了一個尺寸不算太大的渦輪增壓器，3.0排量能輕松推動；718 BoxsterS上， 為了壓榨出接近Carrera的馬力輸出，選用了一個比較大尺寸的渦輪，2.5的排量隻好通過VTG可變截面技術來減少渦輪遲滞；同時能讓車迷更信服那個2.5T少了兩個汽缸的新發動機。

　　保時捷也是首個把可變截面渦輪技術運用到汽油量産車型上的廠家。

　　傳統渦輪增壓器并不完美

　　在傳統的渦輪增壓器中，發動機排出的廢氣會驅動一個渦輪，渦輪連接至進氣區壓縮機，藉由“壓縮”動作将更多的空氣推進汽缸中，從而産生更大的能量。

　　渦輪組件的大小是一個很重要的因素，渦輪組件尺寸越小，質量就越低，通常較少的廢氣排放量就能推動渦輪，輕松達到最佳的旋轉速度；但是在較高的發動機轉速下空氣流量增高，流動阻力也會增加，進而産生的回壓會明顯削弱發動機高轉時的功率輸出。

　　▲小尺寸渦輪和大尺寸渦輪對比，小渦輪的渦輪葉片質量小，很容易被推動

　　較大型渦輪組件，能夠在較高轉速時産生較低回壓，由于橫截面較大以及較重渦輪的相對慣性的關系，需要更多的廢氣量更長的時間才能旋轉；一般說來，這種渦輪隻在較高的發動機轉速下才能理想的旋轉速度，這種現象被稱為“Turbo lag”，就是我們俗稱的“渦輪遲滞”。

　　變截面？變的是葉片角度

　　A/R值是渦輪增壓器的一項重要指标，是渦輪特性的數值，在改裝市場的渦輪增壓器上會有标明，傳統增壓器上，A/R值是一個固定值。A/R值還分壓氣的A/R值和渦輪的A/R值，文中的A/R值指的都是渦輪的A/R值。

　　A是Area（面積）的意思，指的是葉片渦輪接受廢氣的側入口最窄處的橫截面積，R是Radius（半徑），指的是A（橫截面積）的中心點與渦輪本體中心點的距離，面積與兩中心點距離的比值。

　　怎麼理解？就如我們平時用的電吹風，小的A/R值就如前頭套了一個導風罩，出口處的截面積變小了，風速會變大，但是如果電吹風的轉速很高，小的出風口即便很高速地排風，也不能完全排的完，這時候就會形成阻力，這就是小渦輪的特點。

　　同品牌、同型号渦輪A/R值越高，空氣流量越高、容量越大，渦輪在高轉表現會更好；但遲滞現象也會增大。

　　▲保時捷VTG可變截面渦輪結構解剖圖

　　VTG技術所實現的截面可變就是指改變A值,不過這種改變并不是葉片形狀的改變，而是在原有渦輪增壓器的排氣端外圍加了一圈通過電子系統控制角度的葉片，發動機的的尾氣通過這些導向葉片作用在渦輪葉片上，推動葉片旋轉。

　　▲保時捷VTG可變截面渦輪的低轉速工況圖

　　發動機低轉速時，導流葉片成小角度打開，根據伯努利原理，廢氣的流速會增快，推動渦輪敏銳的轉動；當葉片角度較小時，排氣入口的橫切面積便會相應減小，因此A值會随之變化，從而擁有小渦輪響應快的特點；所以廢氣氣流流速是改善渦輪遲滞的關鍵。

　　▲保時捷VTG可變截面渦輪的高轉速工況圖

　　當葉片在發動機較高轉速時，廢氣壓力逐漸變大，導流葉片全開，與主體的渦輪葉片形成一個更大型的葉片，A值随之變大，這時A/R值變大，将最大的廢氣量接收，達到一般大渦輪的高輸出效果；同時也能有效控制渦輪轉速，如果這時導流片角度不打開，渦輪葉片的轉速就會過高，渦輪輪軸承就有可能會損壞。總而言之，透過變更葉片的角度，VTG系統可随時改變排氣渦輪的A/R值，把單獨一個渦輪變出一個小渦輪加一個大渦輪的效果。

　　▲可變截面渦輪導向葉片動态圖

　　汽油發動機的排氣溫度高達1000攝氏度，對VTG材料的要求極高。保時捷為了解決此問題，與Borg Warner聯手，并且采用太空科技的抗高溫材質，成本也是非常的高昂的，以後會不會全系都用上也不得而知。

　　VTG可變截面渦輪技術在保時捷更多車型上得到使用，将把各個品牌間渦輪技術的競争推向白熱化，其他品牌會出什麼招式來應對？讓我們拭目以待。（文/容從容）

　　（本文為“吳佩頻道”原創，首發于吳佩頻道）

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