电动涡轮是更多动力更少排放的关键技术

换在10年前,聊起电动涡轮增压器还是觉得是一个笑话,或者一个民科一样的东西,但是这几年,电动涡轮开始已经在量产车上实现批量装车。

涡轮增压器一直以来的迟滞性是一个问题,比较影响驾驶体验,虽然现在双涡管技术,滚针轴承,轻质叶片,让涡轮的迟滞变小,但是也有一个不可忽视的问题就是,容易推起来的小涡轮在高转速下的动力提升效果并不强,同时第二原因,目前发动机都在朝着低转速化发展,发动机的常用转速越来越低,都快接近柴油机了,转速低废气量就不足。发动机转速下降的原因主要是要减少动力摩擦损失,在节能的大前提下,各厂商的涡轮发动机运转转速在整体呈现一个低转速化的趋势,第三个问题就是,发动机的整体排量也在下降,所以涡轮低转速区间需要的废气动力也在减少,在传统涡轮发动机基础上加48V的电动涡轮正好能弥补这个问题

奥迪是最早推出电增压的主要制造商之一,该公司在2013年展示了一款带有电动增压系统的原型A6。电动增压器位于涡轮增压器和发动机之间,大部分时间被绕过,直到ECU检测到排气压力过低,无法从涡轮增压中提供足够的响应。此时,电动涡轮阀门将打开,使电动增压器开始工作,可以瞬间提升进气压力。

这是相当酷的,工程师们可以打开和关闭系统,以显示发动机有没有电动增压,在驾驶感受多么滞后,没有电气援助。当时,驱动压缩机电机所需的 48V 系统被得到业界广泛应用还有好几年时间,但现在电动增压器已经慢慢成熟,配合48V电力系统,电动增压器的功率得到进一步提升,可以做到7-10kW的功率,正奥迪、梅赛德斯-奔驰,捷豹路虎 (JLR)明确会批量生产付带电动涡轮的涡轮增压发动机。

目前还没有一个在1.0升或更少的小容量发动机上进行电动增压的例子。不过,这并不是说,这种小排量电动涡轮的想法还没有被探讨过。

几年前,由里卡多和福特等财团策划的Hyboost项目做到了这一点,旨在模拟使用1.0升Ecoboost发动机在电涡轮的帮助下的达到Focus 2.0升车型的功率、扭矩和驾驶性。JLR 和莲花工程都参与过把 2.0 升四缸发动机在电涡轮的帮助下生产 5.0 升 V8 的动力和可驾驶性。Hyboost 项目除了以正常方式使用电动增压器,还用于"通过电动涡轮复合重新捕获废气能量",这意味着使用涡轮增压器作为排气驱动发电机,将废气中不需要的热能转化为储存在电池中的电力。

1.5 升涡轮增压发动机 1400bhp

用涡轮给小型发动机制造巨大动力的最好例子是 20 世纪 80 年代一级方程式涡轮增压时代的 1.5 升BMW M12 和 M13 发动机。BWW 采用巨大的涡轮增压器提升至 5.5 bar,最终使用单个涡轮增压器(升马力 933bhp)提取了 1400bh,。这是上个时代的涡轮用来榨取动力最后的疯狂。

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