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動力提升油耗下降?電子渦輪竟有奇效

2017-09-22 00:15:34 作者:杜慶煒
1電子渦輪究竟是什么?回頂部

  【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】目前的汽車發(fā)動機已經(jīng)走到了一個瓶頸,想要繼續(xù)提升效能就需要有突破性的技術(shù)投入,但遺憾的是目前很多的技術(shù)依舊在試驗階段,離量產(chǎn)還有不少差距。所以現(xiàn)在的發(fā)動機為了節(jié)油提升表現(xiàn),只能從各個環(huán)節(jié)一點一滴的優(yōu)化。而在渦輪這塊,誕生出了一個名為電子渦輪的產(chǎn)物,它能夠提升發(fā)動機性能同時還夠降低油耗。

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動力提升油耗下降?電子渦輪竟有奇效

  淘寶上現(xiàn)在依舊能夠搜索到這種電子渦輪,實際上這種所謂的電子渦輪對于提升車輛動力是毫無作用的,只是一個騙錢的玩意,本文要說的電子渦輪是基于廢氣渦輪上改變而來的,并且在原廠就已經(jīng)優(yōu)化設(shè)定好。

電子渦輪是什么

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動力提升油耗下降?電子渦輪竟有奇效

  渦輪遲滯是由于發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速下,排氣壓力較小,還沒達到廢氣渦輪正常所需的壓力,導致渦輪轉(zhuǎn)速不足,增壓值也比較低,此時發(fā)動機的動力輸出也會較弱,而當發(fā)動機轉(zhuǎn)速提升后,渦輪達到正常工作轉(zhuǎn)速后,動力又會迅速涌現(xiàn)。

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  博格華納進行過一次測試,將自家的電子渦輪放到福特野馬的2.3T車型上,然后對比正常的野馬2.3T以及野馬5.0L V8車型。通過上表能夠看出,加入了電子渦輪后,扭矩增長速度更快,峰值扭矩也得到了提升,油耗相比原來的2.3T也降低了一點。這也能夠正說明電子渦輪確實能夠起到提升動力降低油耗的功能。動力提升是由于增壓響應(yīng)得到提升,而油耗下降則是因為低扭能夠獲得更好充沛的動力,發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的時間縮短,并且發(fā)動機也能夠進一步小排量化。

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  電子渦輪目前都是作為輔助的角色,也就是保留原來發(fā)動機的廢氣渦輪,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低廢氣渦輪未能達到正常效率時,電子渦輪就會迅速介入增壓,減少渦輪遲滯現(xiàn)象,提升動力輸出表現(xiàn)。而當廢氣渦輪能夠滿足車輛動力需求時,電子渦輪就會停止介入工作。這樣既能夠有效填補廢氣渦輪的缺陷,有能夠高效利用電子渦輪,但是以后的方向會是電機與廢氣渦輪集成一體。

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2電子渦輪的結(jié)構(gòu)/應(yīng)用車型回頂部

電子渦輪的結(jié)構(gòu)

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  電子渦輪的集成度很高,無論是博格華納的或者是法雷奧的產(chǎn)品都已經(jīng)把電氣控制模塊集成在渦輪殼體內(nèi),對于機艙的空間要求不高。但是電子渦輪除了電機很重要以外,電源也是不可忽視的一部分。

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  48V系統(tǒng)目前越來越多的車型投入使用,因為48V電源相比于原來的12V電源系統(tǒng),其蓄電池容量更大,能夠更好的支持全車電子器件工作,使得發(fā)動機無需經(jīng)常啟動。另外,48V比12V電壓更高,能夠支持更大功率的用電器工作。

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  以博格華納為例,第二代的48V電子渦輪在230毫秒內(nèi)就能夠達到90%的最大轉(zhuǎn)速。博格華納第二代的48V電子渦輪可以連續(xù)工作,第一代的電子只能是間歇工作。該電子渦輪使用了水冷的冷卻方式。

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  電子渦輪目前都出現(xiàn)在48V電源系統(tǒng)中,但是實際上也有12V的電子渦輪解決方案。還是以博格華納為例,第二代的12V電子渦輪能夠在450毫秒達到90%的最大轉(zhuǎn)速,并且可以連續(xù)工作。但是由于使用的是12V,所以功率方面有所下降,所以提供的動力也要比48V電子渦輪弱,所以只適用于小型發(fā)動機(2.0L排量以下)。但也因為提供的動力較弱,所以使用風冷即可,布局更加方便。12V的電子渦輪終究不是主流,只是廠商提供的一種解決方案。

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  電子渦輪未來還可能往集成電機式渦輪發(fā)展,也就是把電機集成在渦輪的軸承上,當需要電機輔助時直接介入加速軸承轉(zhuǎn)速,提升增壓效果。同時電機還能夠?qū)崿F(xiàn)能量回收以及控制轉(zhuǎn)速代替排氣旁通閥的作用。博格華納目前已經(jīng)在研究這種電子渦輪,并且造出了一臺實驗樣機進行研究。

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  F1在2014年就使用上了類似的技術(shù),渦輪上有電機直接輔助,普通情況下電機的作用是回收能量,將把能量轉(zhuǎn)化為電能存儲到電池中,此外,熱能電機單元還可以反向控制渦輪的轉(zhuǎn)速(加速/減速),實現(xiàn)排氣泄壓閥的功能以及減少渦輪遲滯現(xiàn)象。上圖就是馬瑞利(Magneti Marelli)的熱能回收系統(tǒng),與14年F1奔馳車隊的渦輪布置方案比較相似。

電子渦輪的應(yīng)用

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  上面的幾家廠商在電子渦輪的道路上走的比較快,但未來會有更多的廠商使用電子渦輪技術(shù)去彌補廢氣渦輪的缺陷。不過廠商的在發(fā)動機上能夠搭載電子渦輪的背后,是配套商多年的研發(fā)積累。就像博格華納、法雷奧、霍尼韋爾、馬瑞利等零部件巨頭已經(jīng)有了自己的電子渦輪解決方案。

總結(jié)

  電子渦輪能夠改善渦輪遲滯現(xiàn)象,同時還有利于降低油耗和發(fā)動機排放,并且能夠有助于發(fā)動機的小排量化。這幾點好處就能夠使得電子渦輪會被更多的廠商接納使用。而隨著奔馳、奧迪在量產(chǎn)車里面使用電子渦輪技術(shù)以及48V系統(tǒng)的普及,相信未來會有更多的廠商加入電子渦輪的陣營。(圖/文/攝:太平洋汽車網(wǎng) 杜慶煒)

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