奔馳新款S級電子渦輪增壓器原理,了解一下

在這個渦輪增壓大行其道的時代中,它的優勢是我們不可忽略的:這種強制進氣形式可以在絕大多數工況下提供更充足的空氣供應,提升發動機動力,實現有效的節能減排效果。當然,渦輪增壓也不是萬能的,想要讓它有效的工作,就必須要給它一定的反應時間,也就是我們常說的渦輪遲滯現象。如何讓渦輪遲滯現象徹底杜絕呢?就讓奔馳新款S級的電子渦輪供應商——博格華納告訴你。


奔馳新款S級電子渦輪增壓器原理,瞭解一下


博格華納(BorgWarner)作為世界主要渦輪增壓器供應商,一直立志於為各種車企供應其產品。藉著現在小排量渦輪化的大趨勢,博格華納可謂獲得了很好的發展,除了普通廢氣渦輪之外,他們還有著可變幾何葉片渦輪增壓器技術(Variable Turbine Geometry,簡稱VTG,這套渦輪增壓器被裝配在部分保時捷718和911等車型當中)。如今,“掌握核心技術”的博格華納似乎並不想止步於傳統廢氣渦輪行業,轉而開發並量產其電子渦輪產品。


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我們都知道,傳統廢氣渦輪雖然在一定轉速下提供較好的強制進氣效果,但其本身的短板也十分明顯:渦輪遲滯(Turbo Lag)現象。想要讓驅動廢氣渦輪實現增壓效果,就需要讓廢氣依靠慣性力推動渦輪從動,進而帶動同軸的葉輪轉動。但在整個過程中,排氣需要先克服排氣背壓才能推動渦輪實現高轉速運轉,而這種現象,就會導致發動機動力響應相對滯後一些,也就產生了我們常說的渦輪遲滯。


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針對這一問題,現階段各大渦輪增壓器供應商會有一種十分常見的方案去優化:換裝小慣量渦輪。這種渦輪尺寸較小,渦輪葉片慣量也比較小,排氣推動起來會比較容易一些,渦輪遲滯現象不明顯,深受小排量發動機歡迎。但由於其本身的達不到大尺寸渦輪那樣的增壓效果,所貢獻的強制進氣壓力比較有限,故在應對大排量發動機的情況下會顯得力不從心,並且它依舊屬於傳統廢氣渦輪,所以它並不能根治渦輪遲滯現象,在發動機低轉速情況下還是不能提供穩定的增壓效果。

而電子渦輪相對於傳統廢氣渦輪來說,獨立的驅動源使其不會受到排氣背壓的影響,進而可以實現隨叫隨到的增壓效果。但這裡就會出現一個問題,廢氣渦輪是依靠廢氣推動的,並且優化過後的渦輪葉片會受到離心力因素影響,很容易實現高轉速運轉,進而帶動葉輪實現良好的增壓效果,而電動渦輪的驅動力來源於電機,它的發展極大程度上受制於其驅動電機的技術水平,也就是說,如果這個驅動電機轉速達不到一定高度,其增壓效果也不會很明顯,而這一問題也是之前一直制約電動渦輪發展的關鍵。


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從表面上看,48V車用電源系統似乎僅僅提高了電壓而已,然而實際上,其背後的工作還是很大的:首先是安全性,48V電源屬於更為高壓的電源系統,所以在整個電源系統的短路與絕緣保護方面要做更多的工作;其次,很多車用用電器現階段還處在匹配12V車用電源系統階段,這樣的完全革新需要牽扯到很多供應商的共同調整,工程量巨大,並且成本也十分高昂。


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不僅僅是電動渦輪,諸如主動式防傾杆、弱混合動力等很多技術都需要依託於這套48V電源系統才能實現更好的功能。所以從目前來看,48V電源系統能打破現有車用電壓方面的瓶頸,是實現未來更先進的車用電子技術的基礎平臺。


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中期改款後的奔馳S 500配備了一臺全新開發的M256直列六缸廢氣+電子渦輪增壓發動機。依靠其快速響應的特點,電子渦輪增壓器可以實現快速補償廢氣渦輪的遲滯作用,實現動力的線性輸出,在保證發動機更加平順舒適的同時,也能夠提供更迅猛的動力響應。


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有人可能會說了,看來看去,這套eBooster電子渦輪似乎離我們還很遠,然而真的是這樣麼?我看不然,據IHS《全球洞察》預測,截至到2025年,48V弱混動汽車的市場佔有率將佔全球輕度混動車市場的95%,幾乎將是全球混動汽車總量的一半。在這其中,中國將是未來混合動力與新能源汽車的主要市場,也就是說,48V電源、弱混動技術和電子渦輪將可能成為未來的主流技術,甚至於為了應對未來的這一趨勢,博格華納還打算在中國建設其eBooster電子渦輪工廠,讓電子渦輪技術成本進一步下探,普及到更多更為親民的中國品牌車輛當中。現階段江淮便有意加入到“48V隊伍當中”,並在去年曾展出過其藉助48V電源系統實現弱混的江淮瑞風M4車型。

電子渦輪其實不是什麼新鮮玩意兒,如今48V電源系統的普及,很大程度上提高了電子渦輪的增壓效率,再加上其本身獨立運轉的特點,作為渦輪增壓發動機的“增壓補償器”再適合不過了。通過它的加持,不僅能夠實現更好的燃效和燃油經濟性,在排放方面也有可以起到一定改善作用,並且對於駕駛者而言,它還可以實現更為順滑的動力輸出表現。(文/圖 汽車之家 舒寧)


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