解读发动机黑科技 电动涡轮是什么鬼?

2016-10-21 18:21:08来源: 汽车经理人

说到涡轮增压,懂车的人都不陌生。目前市场上的增压装置按动力来源大致可以分为:废气涡轮增压、机械式增压以及电动涡轮增压。其中涡轮增压以出色的动力表现、燃油经济性占据了绝大部分的市场份额,但其同时带来的涡轮迟滞也困扰着几乎所有的厂商和消费者。在这样的情况下,电动涡轮很可能成为未来的大趋势。然而,电动涡轮?是不是很陌生?这个电动涡轮技术到底是个什么鬼?

电动涡轮是个什么鬼?

顾名思义,废气涡轮增压利用废气推动涡轮,机械式增压的动力则直接来自发动机,而电动涡增压机动力来自于汽车电瓶储存的电力。电动涡轮主要分为轴流式和离心式。轴流式类似于家用的“鼓风机”,技术含量低,功率越大进气量越小时它的致命缺点;离心式进气量则随功率增加而增加,更适合发动机进气增压,但成本较高。

目前使用电动涡轮增压的发动机,通常是离心式,安装在传统涡轮增压后面,即进气路线的后半段,对经过涡轮增加后的进气进行再次加压。电动涡轮通常在发动机处于低转速时就开始工作,为汽车起步、加速时提供更多的扭矩;在高转速、高速挡行驶过程中自动关闭,节省电力。电动涡轮天生所具有的优势就是可以在发动机低转速时就启动,为发动机提供充足的进气量,解决传统涡轮增压在低转速情况下所带来的迟滞现象;同时,相比废气涡轮增压与机械式增加的结合,拥有成本低、体积小的优势。那么,电动涡轮有如此优势,如今它的现状又如何呢?其实,我们已经可以看到,随着相关技术不断成熟,电动涡轮增压正逐步开始进入市场。

巴黎车展,电动涡轮荣登舞台

在刚刚过去的巴黎车展上,奥迪SQ7向世人展示了它的4.0TDI三涡轮增压发动机,其中一个涡轮增压器就是电动涡轮。奥迪4.0TDI发动机搭载的电动涡轮,采用离心式设计,接通48V电源,转速可达70000rpm,安装在进气系统的后半段,对进气进行二次增压。同时采用分流式设计:电动涡轮工作时,空气经过电动涡轮实现二次增压,增大进气量,削弱涡轮迟滞;当电动涡轮关闭时,空气绕过电动涡轮,直接进入在发动机,节省电力。

除了电动涡轮之外,奥迪4.0TDI发动机还采用了可变截面涡轮、双涡轮串并联的技术,最大输出扭矩高达900N·m扭矩,并在高速行驶时依旧拥有600N·m以上的扭矩输出。如此优异的表现,在同级别的涡轮发动机中,可以说是处于领先的地位。除了奥迪之外,奔驰、马自达等公司也或将采用电动涡轮增加器。需要我们考虑的是,继奥迪、奔驰、马自达之后,会不会有更多的厂商采用电动涡轮增压器呢?

条件成熟,电动涡轮前景可观

电动涡轮拥课削弱涡轮迟滞的巨大优点的同时也有一些缺点:如增加电动涡轮会加剧汽车制造成本;传统的12V铅酸电瓶难以负担高转速的电动涡轮;整车增重,不符合汽车轻量化的总体趋势;电动涡轮使用寿命不足。但如今的限制电动涡轮发展的内外因素已今非昔比……

首先,迫于越来越严重的环境压力和新一轮更为严格的二氧化碳排量、油耗限制政策下,至少在接下来的5-10年内,不仅是中国,全球各大汽车厂商不得不将重心放在涡轮增压发动机上,在如此严苛的环境政策和激烈的竞争环境中,电动涡轮能够极大削弱涡轮迟滞,吸引更多的消费者,让厂家在新一轮的竞争中脱颖而出,相比这样的竞争优势而言,制造成本的增加是完全可以接受的,况且羊毛出在羊身上不是么?

其次,随着油电混合系统、车身电子系统的逐步发展,目前欧洲各大厂商已计划抛弃传统的12V铅酸蓄电池,统一采用48V锂电池,以此满足供应各种各样的汽车电子设备的正常运转。由于48V锂电池,能够带动更高转速的电动涡轮。因此,48V电力系统的逐步采用已为电动涡轮的发展铺平了前路。

此外,随着无刷电机技术的发展,电动涡轮可以逐步向着大功率、小体积、长寿命的趋势发展,为了有望各种排量的涡轮增压发动机上使用。总的来说,无论是外部环境因素的趋势和要求还是内部技术因素的限制,未来5-10年内,甚至直至电动汽车成为主流汽车前,电动涡轮都将是各个厂商、各个地区和国家不可忽视的一项技术,发展前景十分可观。

小结:

电动涡轮通过配合其他涡轮使用,可以极大降低涡轮迟滞的现象,有望实现汽车小排量高性能,极大提高燃油经济性,降低环境压力等一系列的优势。但就目前而言,电动涡轮依然存在市场良莠不齐、寿命不足等弊端,但随着电动涡轮技术的发展,各大厂商可能将会逐步攻克各种技术难题,电动涡轮将在汽车排量控制、性能优化、轻量化等方面做出巨大贡献,非常值得期待。

关键字:发动机  电动涡轮

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/article_2016102116301.html
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