什麼是渦輪尺寸計算器?
這個計算器可估算渦輪要支撐你設定的目標馬力時,所需流通的空氣質量(單位為每分鐘磅數,lb/min)。由於渦輪的壓縮機性能圖(compressor map)都是以 lb/min 進氣量為橫軸,因此先算出所需進氣量,正是挑選渦輪的第一步——讓渦輪落在高效率工作區間,而不是流量不足喘不過氣,或進入失速(surge)。
使用方法
輸入你的目標曲軸馬力、剎車比油耗(BSFC)數值,以及目標空燃比(AFR)。現代渦輪汽油引擎的 BSFC 通常落在約 0.50–0.60 lb/hp/hr,全力輸出時的空燃比則接近 11.5:1。計算結果為 lb/min 的進氣量,你可拿它對照壓縮機性能圖,挑選合適尺寸(frame size)的渦輪。
公式說明
燃料流量是馬力乘以 BSFC,得到每小時的燃料磅數,再除以 60 換算成每分鐘磅數。把這個燃料流量乘上空燃比,就能得出燃燒所需的空氣質量:$$\text{進氣量} = \frac{\text{HP} \times \text{BSFC}}{60} \times \text{AFR}$$。而 CFM 則可用 lb/min 除以空氣密度(約 \(0.0807\ \text{lb/ft}^3\))來近似估算。
實際範例
以目標 400 HP、BSFC 0.55、AFR 11.5 為例:燃料流量 $$= \frac{400 \times 0.55}{60} = 3.667\ \text{lb/min}$$。進氣量 $$= 3.667 \times 11.5 \approx 42.2\ \text{lb/min}$$。因此,一顆額定流量在約 42 lb/min 附近且有餘裕的渦輪,會很適合這套改裝設定。
常見問題
BSFC 該用多少?自然進氣引擎大約落在 0.45–0.50;渦輪汽油引擎則常以 0.55–0.60 估算,以反映較濃、較安全的調校。
為什麼 AFR 取 11.5?增壓引擎在全負荷下會跑得較濃,以控制燃燒溫度,所以峰值馬力時的空燃比遠低於 14.7 的理論值(stoichiometric)。
這是曲軸馬力還是輪上馬力?為求準確,請使用曲軸(引擎)馬力,因為 BSFC 描述的是引擎本身的油耗,並未計入傳動系統的損耗。