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行业动态

提升动力的同时, 又降低油耗? 这发动机牛

目前的汽车发动机已经走到了一个瓶颈,想要继续提升效能就需要有突破性的技术投入,但遗憾的是目前很多的技术依旧在试验阶段,离量产还有不少差距。所以现在的发动机为了节油提升表现,只能从各个环节一点一滴的优化。而在涡轮这块,诞生出了一个名为电子涡轮的产物,它能够提升发动机性能同时还够降低油耗。

淘宝上现在依旧能够搜索到这种电子涡轮,实际上这种所谓的电子涡轮对于提升车辆动力是毫无作用的,只是一个骗钱的玩意,本文要说的电子涡轮是基于废气涡轮上改变而来的,并且在原厂就已经优化设定好。

电子涡轮是什么

涡轮迟滞是由于发动机在低转速下,排气压力较小,还没达到废气涡轮正常所需的压力,导致涡轮转速不足,增压值也比较低,此时发动机的动力输出也会较弱,而当发动机转速提升后,涡轮达到正常工作转速后,动力又会迅速涌现。

博格华纳进行过一次测试,将自家的电子涡轮放到福特野马的2.3T车型上,然后对比正常的野马2.3T以及野马5.0L V8车型。通过上表能够看出,加入了电子涡轮后,扭矩增长速度更快,峰值扭矩也得到了提升,油耗相比原来的2.3T也降低了一点。这也能够正说明电子涡轮确实能够起到提升动力降低油耗的功能。动力提升是由于增压响应得到提升,而油耗下降则是因为低扭能够获得更好充沛的动力,发动机在高转速运转的时间缩短,并且发动机也能够进一步小排量化。

电子涡轮目前都是作为辅助的角色,也就是保留原来发动机的废气涡轮,当发动机转速低废气涡轮未能达到正常效率时,电子涡轮就会迅速介入增压,减少涡轮迟滞现象,提升动力输出表现。而当废气涡轮能够满足车辆动力需求时,电子涡轮就会停止介入工作。这样既能够有效填补废气涡轮的缺陷,有能够高效利用电子涡轮,但是以后的方向会是电机与废气涡轮集成一体。

电子涡轮的结构

电子涡轮的集成度很高,无论是博格华纳的或者是法雷奥的产品都已经把电气控制模块集成在涡轮壳体内,对于机舱的空间要求不高。但是电子涡轮除了电机很重要以外,电源也是不可忽视的一部分。

48V系统目前越来越多的车型投入使用,因为48V电源相比于原来的12V电源系统,其蓄电池容量更大,能够更好的支持全车电子器件工作,使得发动机无需经常启动。另外,48V比12V电压更高,能够支持更大功率的用电器工作。

以博格华纳为例,第二代的48V电子涡轮在230毫秒内就能够达到90%的最大转速。博格华纳第二代的48V电子涡轮可以连续工作,第一代的电子只能是间歇工作。该电子涡轮使用了水冷的冷却方式。

电子涡轮目前都出现在48V电源系统中,但是实际上也有12V的电子涡轮解决方案。还是以博格华纳为例,第二代的12V电子涡轮能够在450毫秒达到90%的最大转速,并且可以连续工作。但是由于使用的是12V,所以功率方面有所下降,所以提供的动力也要比48V电子涡轮弱,所以只适用于小型发动机(2.0L排量以下)。但也因为提供的动力较弱,所以使用风冷即可,布局更加方便。12V的电子涡轮终究不是主流,只是厂商提供的一种解决方案。

电子涡轮未来还可能往集成电机式涡轮发展,也就是把电机集成在涡轮的轴承上,当需要电机辅助时直接介入加速轴承转速,提升增压效果。同时电机还能够实现能量回收以及控制转速代替排气旁通阀的作用。博格华纳目前已经在研究这种电子涡轮,并且造出了一台实验样机进行研究。

F1在2014年就使用上了类似的技术,涡轮上有电机直接辅助,普通情况下电机的作用是回收能量,将把能量转化为电能存储到电池中,此外,热能电机单元还可以反向控制涡轮的转速(加速/减速),实现排气泄压阀的功能以及减少涡轮迟滞现象。上图就是马瑞利(Magneti Marelli)的热能回收系统,与14年F1奔驰车队的涡轮布置方案比较相似。

电子涡轮的应用

上面的几家厂商在电子涡轮的道路上走的比较快,但未来会有更多的厂商使用电子涡轮技术去弥补废气涡轮的缺陷。不过厂商的在发动机上能够搭载电子涡轮的背后,是配套商多年的研发积累。就像博格华纳、法雷奥、霍尼韦尔、马瑞利等零部件巨头已经有了自己的电子涡轮解决方案。

点击次数:  更新时间:2017/09/23  【打印此页】  【关闭