霍尼韦尔新技术 解决涡轮增压两大“痼疾”

2014-05-09 20:03:33来源: 互联网

    汽车原本只是提供人类交通便利的工具,但随着人们对于汽车动力的不断追求以及节能环保理念的持续推广,各类提升汽车动力及效率的技术应运而生,而涡轮增压技术则是其中之一。

什么叫涡轮增压?

涡轮增压工作原理图

    涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。

传统涡轮增压的技术短板和最新的解决方案

    首先,“迟滞”现象就是其中之一,由于发动机低速时并没有过多的排气量,因此没有足够的压力来驱动涡轮转动;转速升高后涡轮转速随之上升,发动机动力会突然提升,给人造成“慢半拍”的感觉。

    其次,在经过了增压之后,发动机在工作时的压力和温度都大大升高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能都会受到影响,这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。

霍尼韦尔是如何解决的?

    60年前,霍尼韦尔公司开始为商用车开发涡轮增压技术,催生出了第一台涡轮增压柴油车。此后半个多世纪,霍尼韦尔在涡轮增压技术领域持续深耕细作,积累了丰富的技术和应用经验,尤其是来自霍尼韦尔航空航天集团的空气动力前沿研究,一直在推动其涡轮增压技术的推陈出新。近年来,随着涡轮增压在汽油发动机上的日益普及,霍尼韦尔在汽油发动机涡轮增压技术上也实现了卓越的技术突破。

一、柴油发动机涡轮增压

    1、霍尼韦尔柴油机VNT技术:根据转速调节进气量,解决“迟滞”现象

    霍尼韦尔VNT增压技术的出现是柴油乘用车领域内的一大技术突破,它极大地改善了柴油乘用车辆的驾驶乐趣,促使柴油乘用车辆在欧洲的普及。

    霍尼韦尔的VNT增压技术主要依靠一组可以转动的涡轮喷嘴叶片来调整进入涡轮的发动机排出的废气流速,使涡轮在不同的发动机转速和负荷工况下可以发挥最佳的作用。在发动机低速运转时,涡轮喷嘴叶片逐渐闭合,这样可以提高进入涡轮区的排气压力,从而提高增压压力输出。在发动机高速运转时,涡轮喷嘴叶片逐渐打开,这样可以减小进入涡轮区的排气压力和增加排气流通能力,从而可以避免增压器超速同时又能保证提供发动机所需要的增压压力。

VNT技术在发动机性能上的体现(以大众高尔夫为例)

     2、VNT优势是什么?

    与废气旁通式增压发动机相比,在额定功率相同的情况下,VNT增压发动机可以改善燃油经济性最高达5%,并提升低速扭矩最高达30%以上。

    3、VNT用于哪些车型?

    它最初起源于1991年,霍尼韦尔VNT增压技术首次应用在配有1.9升柴油直喷发动机的菲亚特Croma车辆上;1995年第二代VNT技术用于奥迪1.9升柴油直喷发动机;2004年,霍尼韦尔的第三代VNT增压技术首次应用于宝马一系的车辆上;2010年霍尼韦尔VNT增压技术帮助大众Polo BuleMotion 1.2升发动机实现了惊人的3.3升/100公里综合油耗。

    4、VNT普及度如何?

    降低能耗和控制排放日益成为中国政府施政重点。霍尼韦尔预计在未来5年间,VNT增压技术在新柴油车的覆盖率将从目前不到5%提高到20%以上。

二、汽油发动机涡轮增压

    1、霍尼韦尔旁通式汽油涡轮增压器:应用先进材料提升耐高温能力

    汽油发动机在高转速下最高排气温度可达1050℃。霍尼韦尔通过使用特殊合金和复合材料,确保在温度不断增加的状态下,保持涡轮增压器性能稳定。

    在空气动力学方面,霍尼韦尔开发的新一代径流和混流涡轮兼备低流量和高流量的功能。在压气机轮方面,新设计的叶轮和流道有助于满足低功率和高功率发动机的不同需求。对于中型和大型发动机来说,涡端双流道已经成为一个标准设计。

    2、旁通式汽油涡轮增压器亮点何在?

    霍尼韦尔废气旁通式汽油涡轮增压器。适合于0.8升排量到V12高端引擎的各种发动机,与同功率的自然吸气发动机相比,提高燃油经济性最高达20%,与前几代技术相比,霍尼韦尔最新汽油涡轮增压器体积减少25%,重量减轻30%,性能却有增无减。

    3、汽油涡轮增压技术突破——DualBoost技术缩短响应时间 更快速提升扭矩

DualBoost结构

    霍尼韦尔已经推出的DualBoost汽油涡轮增压技术,是汽油增压的最新概念,轴流的涡轮机与背靠背的双面压缩机相匹配,进一步缩短到达需求扭矩的时间,具备更出色的快速响应能力和稳态性能。

    4、霍尼韦尔汽油涡轮增压技术用于哪些车型?

    在欧洲,霍尼韦尔的增压器在宝马X5上一显身手,帮助X5成为世界上最有名的高性能SUV之一。在美国,继成功推出最畅销的雪佛兰Cruze ECO 1.4L之后,霍尼韦尔又与德国大众公司合作开发了甲壳虫2.0L涡轮增压发动机。在中国,继2012年的菲亚特VIAGGIO推出之后,有十几项新的汽油发动机项目陆续进入量产阶段,包括观致、上汽荣威、华晨等等。

    得益于霍尼韦尔涡轮增压器,大众甲壳虫中2L汽油增压发动机拥有更为强劲的动力及更高的燃料效率。增压器涡端可承受温度最高达1050°C,并配备了电动执行器。

    5、汽油涡轮增压普及情况如何?

    随着全球各地二氧化碳排放标准日趋严格,再加上购车一族希望发动机在性能不减的情况下有更好的燃油效率,汽油涡轮增压车的增长十分迅猛。目前,在全球所销售的轻型车辆中有9%采用了涡轮增压汽油发动机,在未来五年内,汽油涡轮增压占有率可望上升至15%。在中国,油耗指标和二氧化碳排放量监管均变得更为严格,这促使了汽油涡轮增压在所有汽油轻型车辆中所占的比例将从目前的13%在五年内提升至26%。

小结:

    以前的汽油机,先由化油器在气缸外混合空气和汽油,再进入气缸燃烧,这是汽油机本身的技术特点。当时的涡轮增压器只是解决气的问题,油和气的配合在汽油机上的应用是受到限制的。现在汽油机的技术,包括汽油直喷技术被采用以后,涡轮增压在汽油机上出现了控制油气配合的可能性。作为既能提升车辆动力,又能实现发动机小型化及车辆减排的技术之一,汽油机涡轮增压系统或将在中国市场迎来高速发展期。

关键字:解决  两大

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/0509/article_9089.html
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