电动涡轮技术能否彻底消除涡轮迟滞?

电动涡轮技术能否彻底消除涡轮迟滞?_58汽车

电动涡轮与废气涡轮协同工作,旨在改善涡轮增压发动机的动态响应。奥迪等车企展示了电动涡轮技术,通过电动涡轮在低转速时工作,提高进气效率,待废气涡轮介入后接力,以减少迟滞。法雷奥等供应商也推出类似产品,进一步验证电动涡轮的可行性。宝马和斯巴鲁也在研发相关技术,斯巴鲁甚至考虑完全用电动涡轮取代废气涡轮。电动涡轮技术有望显著提升发动机性能,但实际效果仍需市场验证。

即使厂家声称他们对涡轮增压器的控制已经达到了完美的水平,但仍然掩盖不了涡轮增压器系统带来的动态响应迟缓的问题。它并没有被工程师们花大力气开发的技术抹杀,而是小心翼翼地隐藏在看似线性的动态曲线背后。目前,在几家汽车厂商(查成交价参配优惠政策)公布的未来规划蓝图中,电动涡轮的方案令人印象深刻。在巴黎车展上,奥迪率先展示了他们的创意。。

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整套增压系统可以分为两部分,即为发动机进气提供增压效果的电动涡轮增压器和为发动机进气提供增压效果的排气驱动涡轮增压器。所以也可以理解为工程师针对两种不同的工况设计了两种方案。显然,区分这两种方案的关键点是排气驱动涡轮增压器开始发力的时刻。

●电动涡轮和废气涡轮协同工作,旁通阀负责切换进气管道。

这套增压系统虽然有两种增压模式,但它们之间有着密切的联系。从进气方向看,中冷器前的部分是两者共用的,也就是说,即使电动涡轮增压器在发动机低速区域工作,空吸入进气管的空气仍会从唯一的空空气滤清器进入,通过排气驱动的涡轮增压器在这里,吸入的空气体将与热的涡轮增压器进行冷热交换。根据空气体的物理特性,单位体积的空气体体积会随着温度的升高而减小。如果气体处于这种状态因此,在电动涡轮增压器的工作条件下,中冷器仍将发挥重要作用。进气由安装在电动涡轮后面的进气压力传感器实时监测,信号传输到发动机计算机进行分析计算。然后,发动机计算机根据特定条件调节电动涡轮的转速,以校正增压值。

当发动机转速攀升到足以使安装在排气系统中的涡轮增压器工作时,中冷器后面的旁通阀将打开,空被排气涡轮增压器增压的气体将沿着粗进气管到达节气门。这个增压进气的过程和普通涡轮增压发动机是一样的。

这项技术的应用需要时间。据外媒报道,应用该技术的发动机很可能在未来的MLB纵向发动机模块化平台中占据领先地位。

据外媒报道,目前这款采用电涡轮技术的V6TDI发动机正在海外A6车型上进行验证测试,有望出现在未来的MLB模块化平台车型上。

●电动涡轮的加入能否彻底改善涡轮增压发动机的迟滞性?

结构上,电涡轮和排气涡轮的配合可以进一步提高涡轮增压发动机在低速时的动态响应。但是,这取决于当排气涡轮介入时,电动涡轮和排气涡轮之间的连接是否顺畅。就像田径比赛中的接力赛一样,准备接过接力棒的运动员会先开始比赛,当他从队友手中接过接力棒时,就已经开始进入竞技状态。如果这两个人在速度上连接不好,那么结果肯定会有影响。我们把电动涡轮机比作完成比赛的选手。此时的他在完成最后冲刺后已经疲惫不堪,而后劲十足的废气驱动涡轮则是立即奔跑的选手。

●其他制造商的行动

供应商:法雷奥

产品:电动增压器-电子增压器

事实上,电子涡轮增压器等解决方案并不是奥迪的专属成果。零部件供应商也有类似的技术。在奥迪之前,知名的汽车零部件供应商法雷奥就已经向世界展示了他们的电动增压器产品,那就是电子增压器。原则上和奥迪的电动涡轮是一样的,但是法雷奥设计了一系列的产品,其中不仅有像奥迪那样用来辅助和减少涡轮迟滞的,还有可以独立充当增压器的大功率的。

和传统的废气涡轮增压器一样,发奥的电子增压器也采用离心压缩机作为增压工具。它采用低惯量的磁阻电机,不会像废气涡轮增压器那样受到发动机转速的影响,其响应性是传统废气涡轮增压器无法比拟的。同时,由于它不再依赖废气提供能量,它的布置可以更加自由。它还为进气系统提供了容纳更先进技术的空间。

结构方面,由于不接触废气,电子增压器可以摆脱恶劣的高温工作环境,在产品耐用性、使用寿命、成本和进气效率等方面都有优势。但是高速电机也会产生一些热量,被增压器外壳上的散热片带走。

至于具体的节油效果,根据法雷奥提供的信息,在目前的12伏汽车电子系统中,电子增压器对节油的贡献为8%-10%,而与混合动力系统结合时,其节油率可达15%-20%。

Fao的这套电子增压系统已经在各种类型的发动机上进行了测试,这项技术已经在排量为1.0-2.4升的自然吸气发动机和排量为1.0-4.0升的涡轮增压汽油发动机/柴油发动机上进行了验证。目前,法雷奥为传统汽车开发了一系列12伏/24伏电子系统架构的电子增压器,也为27V以下的超级电容汽车开发了相应的产品。目前,他们正在开发适用于60伏以内结构的电子增压器。预计未来产品的效率和动力将显著提升。

制造商:宝马

可能的型号:未知

最快上市时间:未知

宝马已经为他们开发的电动涡轮技术申请了专利。虽然目前还没有太多的相关信息报道,但根据我们掌握的信息来看,宝马和奥迪也有类似的想法,也将在整个增压系统中使用电动涡轮作为辅助单元(查成交价参配优惠政策),以弥补传统涡轮增压器在低发动机转速下的不足。

制造商:斯巴鲁

可能的车型:BRZ英格尔萨WRX

最快上市时间:2021年

目前,斯巴鲁也在开发自己的电动涡轮增压技术。与奥迪不同,斯巴鲁显然对排量更小的发动机更感兴趣。的确,如果电动涡轮增压技术真的能派上用场,将彻底解决此前斯巴鲁2.0T和2.5T发动机的滞后性问题。

我们推测斯巴鲁在电动涡轮方面与上文中介绍的奥迪技术不同。斯巴鲁将放弃废气驱动的涡轮增压器,然后将增压工作交给电动涡轮。因此,斯巴鲁在像奥迪一样连接时,不必费尽心思去协调两个涡轮的乘坐舒适性。除了自始至终满足发动机的增压效果之外,由于增压器远离排气系统,这从根本上改善了原来先进高温的“劣势”,所以配备了电动涡轮的发动机将不再需要中冷器的“负担”,这也减轻了发动机的自重,让重心更加集中。

编辑摘要:

电动涡轮的意义在于,它可以淡化甚至完全消除变速器涡轮增压器功率响应的迟滞。以前人们愿意用增压器来做这个,但你也知道,对于小排量车来说,曲轴直接驱动的增压器会消耗一部分动力,这确实是动力较弱的发动机比较关心的问题。大排量发动机也开始注重燃油经济性,所以在增压器的使用上变得越来越谨慎。从这个角度来看,电动涡轮是去其糟粕,取其精华。

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