尋找佩奇的故事 渦輪增壓起源

19世紀末期，當戈特利布?戴姆勒（GottliebDaimler）於1885年創立了利用壓氣機將空氣強制壓入內燃機中（即機械增壓器的前身。有興趣的讀者可點擊《談古論今漫談機械增壓器的起源與分類》，我們便知早在100多年前，工業發達的歐美已經開始找尋一種辦法，讓空氣能夠更多地進入內燃機中，幫助提高內燃機的燃燒效率。

不過機械增壓器在使用時會產生一個問題：由於需要利用曲軸動力作為增壓器的動力來源，在一定程度上浪費了內燃機的輸出功率，對發動機的性能具有一定的影響。時間到了1905年，就職於瑞士Gebruder Sulzer發動機製造公司的工程師阿爾弗雷德?布奇（Alfred Büchi）（1879-1959）發明了利用廢氣壓力來強制進氣的壓氣機，從而提高內燃機的輸出功率。但是這一技術用了近20年的時間才將其轉變為現實。

圖：瑞士工程師阿爾弗雷德?布奇（Alfred Büchi）以及其設計的產品圖紙。

20世紀初期最新的工業技術往往最先應用在軍事領域。尤其是兩次大戰爆發的這幾十年內，工業技術得到了飛速發展，這為渦輪增壓技術的進步奠定了堅實的基礎。在航空領域，由於早期的螺旋槳發動機也全都採用往複式活塞發動機（只是燃燒室數量要比汽車來的多），燃燒時需要大量的空氣與燃料混合形成混合氣。但是高空中，隨著海拔不斷升高，空氣就會變得越來越稀薄，飛機的最高爬升高度也受到了制約（飛機爬升得越高，越不容易被地面察覺，也不容易被地面的防空火炮擊中，高空域的動力性是偵察機和轟炸機急需解決的主要問題之一）。這時候，工程師們就想到利用額外的機械將空氣強制壓入燃燒室中，從而解決飛機在高空中的動力性。雖然當時機械增壓器技術相對比較成熟，但是進氣效率低，耗費的曲軸做功相對較多（當時還未出現離心式機械增壓器，只有魯氏以及蝸桿式），實用性不甚理想。

圖：一戰期間法國空軍使用的Bréguet 14雙翼戰鬥機。

第一次世界大戰期間，法國工程師Auguste Rateau第一次將渦輪增壓器安裝在使用雷諾引擎的法國戰鬥機上。不過在當時渦輪增壓器還沒有受到軍方高層的重視，那時的各國的武器製造商還是將注意力集中在使用功率更大的發動機，火力更強的機槍上。

美國航空工程師Sanford Alexander Moss一直在對燃氣輪發動機進行研究。1918年，他首次將渦輪增壓器安裝在一台V12飛機發動機上，並在14.000英尺（海拔4300米）的高度上飛躍了科羅拉多州的派克峰，打破了之前的世界記錄。只是在渦輪增壓器準備廣泛應用前，一戰便結束了。

圖：美國航空工程師Sanford Alexander Moss。

渦輪增壓器能夠消除自然吸氣內燃機在高海拔地區由於空氣稀薄，對發動機功率造成的不利影響。通用電氣公司（General Electric）將這種增壓系統稱為turbosupercharging，在當時，最被常規使用的是機械增壓器。

隨著渦輪增壓器技術的逐漸成熟，以及二次世界大戰的再次爆發，在和平時期沉寂了一段時間的渦輪增壓器也在此獲得了第二次發展的機會。此時，戰鬥機已經逐漸從雙翼木質結構時代變為了單翼金屬蒙皮時代，發動機的動力性也越來越好，軍用飛機上專用的渦輪增壓器也逐漸開始應用到民用飛機、船舶以及火車機車頭上了。渦輪增壓器最被廣泛使用的是美國航空，這也引領著美國通用電氣公司在技術上的突飛猛進。二次世界大戰中安裝有渦輪增壓器的戰鬥機包括B-17空中堡壘（Flying Fortress）轟炸機，B-24解放者（Liberator）轟炸機，P-38閃電（Lightning）以及P-47 Thunderbolt等戰鬥機。在軸心國方面，德國空軍也在福克-沃爾夫190（Focke-Wulf Fw 190）戰鬥機上安裝了渦輪增壓器。

圖：美國P-47戰鬥機渦輪增壓器結構圖，圖中右側的小圈內為渦輪增壓器安裝位置。

隨著二次世界大戰也結束了，眾多軍用技術也開始漸漸應用在戰後的大規模生產活動中。那麼世界上第一款採用渦輪增壓器的汽車究竟是哪款呢？早在二戰開始前，歐洲和美洲就已經出現了機械增壓發動機，在上一篇文章《談古論今漫談機械增壓器的起源與分類》中就曾介紹過在20世紀初就有安裝了機械增壓器的賓利、福特等汽車。但是第一款裝備由廢氣推動的渦輪增壓器的車型應該是1962年生產的美國奧茲莫比（Oldsmobile Jetfire），以及同年生產的雪弗蘭Corvair Monza。

圖：奧茲莫比Oldsmobile Jetfire（1962）早年的宣傳海報。請注意圖片中所圈出的機構就是渦輪增壓器。

圖：雪弗蘭Corvair Monza。

在歐洲市場上，可以考證到的最早的渦輪增壓車型為1973年推出的BMW 2002 Turbo。不過還有一說就是渦輪增壓器早在20世紀60年代在薩博96（Saab 96）這款轎車上就曾出現過。不過無敵網小編看來，薩博96雖然從1960年便開始生產，但是早期使用的發動機分別為1960年推出的750CC最大功率38匹馬力兩衝程發動機以及1963年推出的841CC最大功率57匹馬力直列三缸兩衝程發動機（有意思的是，這台排量為841毫升的發動機還曾經參加過蒙特卡洛拉力賽）。雖然兩衝程發動機也可使用渦輪增壓器，但是小編並沒有找到薩博為兩衝程發動機搭載過渦輪增壓器的證據。

圖：參加1963年蒙特卡洛拉力賽的薩博96賽車。

最有可能加裝渦輪增壓器的車型為1967年之後搭載來源於1963年福特陶努斯12M（Taunus 12M）的1.5升四衝程V4發動機。即便薩博曾為這款車短時間使用過渦輪增壓器，但是與美國已經量產的Oldsmobile Jetfire相比，已經晚了五年

圖：薩博96搭載的來源於1963年福特陶努斯12M（Taunus 12M）的1.5升四衝程V4發動機。從網上僅有的幾張圖片上看，很難尋找到渦輪增壓器存在的影子，所以無敵網小編暫時無法考證是否存在配備量產渦輪增壓器的車型。

圖：薩博99 Turbo（1978）。

不過隨著1968年薩博99的問世，薩博真正迎來了渦輪增壓車型大批量生產的時代。雖然薩博一直標榜自己是世界上第一款裝備渦輪增壓器的家庭用車，但是當Saab 99 Turbo推出的時候已經是1978年的事了，相比1973年推出的寶馬2002 Turbo 來說，已經無法稱自己為第一款了。

圖：寶馬2002 Turbo（1974）。

編輯後記：進入到20世紀80年代，汽車技術的發展使渦輪增壓器的應用變得越來越廣泛，無論是小型轎車，大型商用車還是大型機械上都能見到渦輪增壓器的身影。渦輪增壓器的發展也為之後日系高性能轎車的黃金時代的到來打下了堅實的基礎。

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