內燃機引擎使用渦輪或者機械增壓器大幅提高動力的效率已經不是一天兩天的事情
尤其是柴油引擎,因為迪賽爾循環原理的關係,柴油引擎是在高溫跟高壓力下產生壓爆動力,渦輪增壓器剛好非常適合擔任這樣的主要任務,因此,普遍的柴油引擎現在都有渦輪增壓器的裝置
不同於使用引擎曲軸帶動皮帶區動空氣壓縮機的機械增壓,渦輪增壓靠的是引擎的排氣廢氣,利用一個具有雙邊渦輪葉片的設計,一邊廢氣推動渦輪葉片,透過中間的軸心帶動,另外一邊把進氣的乾淨空氣給壓縮,渦輪機兩邊的造型都像隻蝸牛或者台語的"螺仔",所以蝸牛或螺仔這兩個稱呼便成為大家對於渦輪增壓器的暱稱了
因油氣氣體壓爆實產生大量膨脹氣體,因此排氣側的氣流其實非常強勁,可是進氣側端負責壓縮空氣這邊就不一定了,隨著轉速高高低低,壓力時高時低,有時候甚至還會有多餘的壓縮氣被逼著回流進氣端,因此渦輪機的兩邊,其實受力是非常不平均的,加上排氣端的強氣流,往往會讓渦輪葉片的轉速甚至可以高達萬轉甚至兩萬轉以上(超過引擎轉速許多),因此渦輪機的軸心,與葉片,還有因高轉跟高溫氣體產生的高熱源,是渦輪機最大的挑戰
一般來說,渦輪機的軸心必須裝置軸承好讓兩邊的渦輪葉片可以同步轉動,渦輪機的軸心軸承有兩種,較傳統的軸套軸承與較新的滾珠軸承兩種
軸套軸承使用的多是較軟的金屬,另外加上使用機油來當成主要的散熱用界質,因此渦輪機上多半都有專門的機油管路,水雖然有較大的比熱跟流動能力,但因為某些因素,水冷往往只是渦輪機的第二冷卻工具,機油具有的潤滑能力是當渦輪頭號冷卻工具的原因
為什麼在講康明斯引擎前還要針對渦輪機的原理跟組成再講述一遍?因為渦輪機燒壞掉並不是康明斯引擎的專利,任何只要有裝渦輪增壓器的引擎都有可能會爆渦輪機,因此回歸初始是個很重要的點
最近新聞有不少中興金龍爆渦輪機的新聞,主要是有尿素系統的柴油車如果渦輪機嚴重故障,會因為熱以及壓力改變的關係導致大量的尿素遇熱揮發產生大量白煙,加上原本的機油因此洩漏一起燒也會有煙,加起來超誇張的白煙番長自然成為新聞主角
汽油渦輪車或者不用尿素的柴油車同樣的渦輪機掛點實只有大量機油遇熱的淺藍的較淡白煙,就跟二行程機車的煙一樣,因為燒機油的關係,很臭
公司內部對於這類渦輪機故障的看法,跟前面有不少網友的說法類似,認為駕駛低檔高轉是主因,不過包括我在內的許多駕駛不這麼認為
一個主要的反駁意見是以往購置的HINO車或者FUSO車,都很少聽聞有渦輪機故障的事件,引擎操到壞掉反而比較多,這一方面也是因為康明斯用的渦輪機跟日野用的渦輪機的來源不一樣
日系的渦輪機像是IHI,不管是軸套軸承還是較新的滾珠軸承,精密度都很高,配合油道或水道的設計,散熱的效果還不錯,
康擎用的渦輪機則主要是美系的設計,工作的轉速範圍雖然廣,但精密度跟日系比還是有差,不過這並非就是日系比較不燒渦輪的原因,相反的,其實在高速公路上遇到日系引擎燒渦輪的還是不少
那麼公司派認定的,因為日系車開久養成的低檔位高轉速的主因是否也有空間
從某些已發生燒渦輪事件的駕駛車輛行車記錄來看,或許有這麼一點點可能
但另外一個更明顯的情況是,早先的駕駛都常冷車發動之後會怠速停留很長時間,引擎也很少熄火關關開開的,自從因為環保的因素,下令柴油車不能長時間怠速之後,渦輪機的問題就比較多
況且以日系引擎來說,他的建議經濟轉速(儀表板轉速表畫綠色的區間)其實很窄,斷油轉速也不高,康擎的經濟轉速反而比較寬,斷油轉速也高很多,駕駛如果只是因為日系車的習慣,其實轉開康擎轉速就算拉高也不會拉太高,如果還是保持在綠色區域,那這是原廠認為許可的情況,不該被認為是低檔高轉
有些司機會低檔高轉,在台北市的話另外也跟40公里速限有關
因為康擎的上工轉速大約在1450RPM以上,如果拉到四檔,引擎剛剛要上工就快超速了,用三檔引擎正好上工,油門控制不太好的駕駛可以勉強用車的性能彌補自己的腳殘
不過這說法還是不能推翻公司的說法,但同樣使用康擎的其他大陸品牌車,爆渦輪是件相對也不太多,會低檔高轉的駕駛,也很多是再開韓國斗山系統等等非康擎的車,這些車也不太多爆渦輪,掛引擎的相對較多
那麼,回歸渦輪機的本質,會掛點的原因還是要看"熱"管理以及材料
渦輪機靠熱氣起家,但最大的敵人也是熱
前面提到快速的發動後起步拉轉以及頻繁的熄火,主要影響是機油的迴流時間不夠,太熱的機油流不出去,太冷沒到工作溫度的機油進不去引擎內,這對於渦輪機反而比較傷
另外,機油的號數跟品質,真的影響很大
好的黏度夠的機油,不止能加速把熱源帶走,對於軸承的保護也能顧到
個人覺得這可能問題比較大
其實在下也正好遇過一次上新聞的渦輪機故障事件
事後的調查作了很久,而且在下並不是低檔高轉的愛好者
當時行駛的路線反而很需要長時間高速檔中轉速行車
到站沒有馬上熄火,還是一樣遇到事件
因此個人傾向對於油與軸套材質的問題質疑