渦輪增壓器是誰發明的？從實驗室到引擎室的關鍵人物與歷史

你是否對汽車引擎的動力輸出感到好奇？特別是那些讓車輛性能瞬間提升的「渦輪」？很多人可能聽過渦輪增壓，但對於「渦輪誰發明的」這個問題，可能就一頭霧水了。別擔心，這就像問某個經典食譜是誰創辦的一樣，背後其實有許多人的貢獻和漫長的演進過程。今天，就讓我們一起來揭開渦輪增壓器發明的神秘面紗，看看是哪些天才的腦袋，如何將這個改變引擎效率的技術，從實驗室的構想，一步步帶進我們日常駕駛的汽車裡。

渦輪增壓器，到底是什麼？

在我們深入探討發明者之前，先快速了解一下渦輪增壓器（Turbocharger）在做什麼。簡單來說，它就像是引擎的「額外打氣機」。引擎燃燒燃料產生動力，而空氣是燃燒的關鍵。渦輪增壓器利用汽車排放的廢氣來驅動一個渦輪扇葉，這個渦輪再帶動另一個壓縮機扇葉，將更多的空氣強制壓入引擎燃燒室。空氣量增加了，就能燃燒更多燃料，進而產生更大的動力。這也是為什麼許多人覺得搭載渦輪的車輛，起步或加速時會有明顯的「貼背感」。

「渦輪誰發明的？」—— 歷史上的關鍵人物與時間點

要回答「渦輪誰發明的」這個問題，其實不能只指向一個人，因為這項技術的發展是循序漸進的，並且有多位重要的先驅者。

1. 早期構想與專利：戈特利布·戴姆勒 (Gottlieb Daimler)

最早提出利用引擎廢氣來增加引擎效率想法的人，普遍認為是德國汽車工程的先驅之一：戈特利布·戴姆勒 (Gottlieb Daimler)。早在 1885 年，他就在他的單汽缸引擎上申請了一項專利，內容是利用引擎的「膨脹氣體」（也就是廢氣）來對汽缸進行預壓縮，以提高引擎的功率。雖然這個想法離現代的渦輪增壓器還有段距離，但它確實是將廢氣動能轉化為有用能量的早期概念。

2. 現代渦輪增壓器的奠基者：阿爾弗雷德·布希 (Alfred Büchi)

如果硬要說誰是「現代渦輪增壓器之父」，那麼瑞士工程師阿爾弗雷德·布希 (Alfred Büchi) 絕對是關鍵人物。他在 1905 年獲得了一項影響深遠的專利，這項專利詳細描述了使用渦輪機來驅動壓縮機，將空氣送入引擎的系統，也就是我們今天所熟知的渦輪增壓器。他的設計已經包含了核心的結構：一個由廢氣驅動的渦輪，連接到一個用來壓縮進氣的壓氣機。

布希的研究和專利，為後來的渦輪增壓器發展奠定了堅實的理論和技術基礎。他當時的目標是提高柴油引擎的效率和功率，因為柴油引擎的燃燒特性比較適合這種額外的空氣供給。

3. 早期應用與商業化

儘管布希提出了關鍵的設計，但要將渦輪增壓器實際應用在汽車上，還需要克服不少技術挑戰，例如高溫、高轉速下的材料強度、潤滑問題、以及如何控制增壓壓力等等。

• 飛機引擎的突破： 渦輪增壓技術最早在 1920 年代開始應用於飛機引擎。當時的飛機在高空飛行時，空氣稀薄，引擎的動力會大幅下降。渦輪增壓器能夠在高空提供足夠的空氣，讓引擎保持強勁的動力輸出。其中，美國的兩位工程師 Sanford Moss (於 1918 年為 GE 申請渦輪增壓專利) 和 August Hundt (德國人，也進行了類似研究) 在這方面有重要貢獻。
• 汽車的漫長導入期： 汽車領域的應用相對較晚。由於早期的渦輪增壓器體積龐大、成本高昂，而且容易產生「渦輪遲滯」(Turbo Lag)，也就是踩下油門後需要一段時間渦輪才能開始有效運作，導致動力輸出不順暢，所以很長一段時間裡，渦輪增壓器主要還是出現在賽車或少數高性能車款上。

4. 渦輪遲滯的克服與普及

隨著材料科學、電子控制技術的進步，渦輪增壓器的設計越來越精巧，體積也越來越小。到了 1970 年代，特別是 1970 年代後期，一些汽車品牌開始將渦輪增壓技術導入量產車。例如，瑞典的 SAAB 和volv o、德國的 BMW、以及美國的 Buick 和 Ford 等，都推出了搭載渦輪引擎的車型。

到了 1980、1990 年代，隨著渦輪遲滯問題的逐步改善（例如使用更小的渦輪、雙渦輪系統、可變截面渦輪 VGT 等技術），以及環保法規對引擎燃油效率的要求提高，渦輪增壓器逐漸成為提高引擎動力、同時兼顧燃油經濟性的主流技術。現在，從入門級的小型車到高性能跑車，甚至是柴油貨車，都能看到渦輪增壓器的身影。

總結：歷史的累積，而非單一發明

所以，回到「渦輪誰發明的」這個問題。我們可以說，戈特利布·戴姆勒提出了最初的構想；而阿爾弗雷德·布希則在 1905 年奠定了現代渦輪增壓器的基礎，是這位瑞士工程師的貢獻，讓渦輪增壓器從理論變為可能。但後續無數的工程師和科學家，透過不斷的改良與創新，才將這項技術發展成熟，最終普及到我們日常使用的各種車輛中。

下次當你開車體驗到渦輪帶來的強勁動力時，不妨回味一下這段跨越百年的工程演進史，以及那些在背後默默付出的天才們。