動(dòng)力提升油耗下降？電子渦輪竟有奇效

　　【太平洋汽車(chē)網(wǎng) 技術(shù)頻道】目前的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)走到了一個(gè)瓶頸，想要繼續(xù)提升效能就需要有突破性的技術(shù)投入，但遺憾的是目前很多的技術(shù)依舊在試驗(yàn)階段，離量產(chǎn)還有不少差距。所以現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)為了節(jié)油提升表現(xiàn)，只能從各個(gè)環(huán)節(jié)一點(diǎn)一滴的優(yōu)化。而在渦輪這塊，誕生出了一個(gè)名為電子渦輪的產(chǎn)物，它能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能同時(shí)還夠降低油耗。

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　　淘寶上現(xiàn)在依舊能夠搜索到這種電子渦輪，實(shí)際上這種所謂的電子渦輪對(duì)于提升車(chē)輛動(dòng)力是毫無(wú)作用的，只是一個(gè)騙錢(qián)的玩意，本文要說(shuō)的電子渦輪是基于廢氣渦輪上改變而來(lái)的，并且在原廠(chǎng)就已經(jīng)優(yōu)化設(shè)定好。

　　渦輪遲滯是由于發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下，排氣壓力較小，還沒(méi)達(dá)到廢氣渦輪正常所需的壓力，導(dǎo)致渦輪轉(zhuǎn)速不足，增壓值也比較低，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出也會(huì)較弱，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升后，渦輪達(dá)到正常工作轉(zhuǎn)速后，動(dòng)力又會(huì)迅速涌現(xiàn)。

　　博格華納進(jìn)行過(guò)一次測(cè)試，將自家的電子渦輪放到福特野馬的2.3T車(chē)型上，然后對(duì)比正常的野馬2.3T以及野馬5.0L V8車(chē)型。通過(guò)上表能夠看出，加入了電子渦輪后，扭矩增長(zhǎng)速度更快，峰值扭矩也得到了提升，油耗相比原來(lái)的2.3T也降低了一點(diǎn)。這也能夠正說(shuō)明電子渦輪確實(shí)能夠起到提升動(dòng)力降低油耗的功能。動(dòng)力提升是由于增壓響應(yīng)得到提升，而油耗下降則是因?yàn)榈团つ軌颢@得更好充沛的動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間縮短，并且發(fā)動(dòng)機(jī)也能夠進(jìn)一步小排量化。

　　電子渦輪目前都是作為輔助的角色，也就是保留原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣渦輪，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低廢氣渦輪未能達(dá)到正常效率時(shí)，電子渦輪就會(huì)迅速介入增壓，減少渦輪遲滯現(xiàn)象，提升動(dòng)力輸出表現(xiàn)。而當(dāng)廢氣渦輪能夠滿(mǎn)足車(chē)輛動(dòng)力需求時(shí)，電子渦輪就會(huì)停止介入工作。這樣既能夠有效填補(bǔ)廢氣渦輪的缺陷，有能夠高效利用電子渦輪，但是以后的方向會(huì)是電機(jī)與廢氣渦輪集成一體。

　　電子渦輪的集成度很高，無(wú)論是博格華納的或者是法雷奧的產(chǎn)品都已經(jīng)把電氣控制模塊集成在渦輪殼體內(nèi)，對(duì)于機(jī)艙的空間要求不高。但是電子渦輪除了電機(jī)很重要以外，電源也是不可忽視的一部分。

　　48V系統(tǒng)目前越來(lái)越多的車(chē)型投入使用，因?yàn)?8V電源相比于原來(lái)的12V電源系統(tǒng)，其蓄電池容量更大，能夠更好的支持全車(chē)電子器件工作，使得發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需經(jīng)常啟動(dòng)。另外，48V比12V電壓更高，能夠支持更大功率的用電器工作。

　　以博格華納為例，第二代的48V電子渦輪在230毫秒內(nèi)就能夠達(dá)到90%的最大轉(zhuǎn)速。博格華納第二代的48V電子渦輪可以連續(xù)工作，第一代的電子只能是間歇工作。該電子渦輪使用了水冷的冷卻方式。

　　電子渦輪目前都出現(xiàn)在48V電源系統(tǒng)中，但是實(shí)際上也有12V的電子渦輪解決方案。還是以博格華納為例，第二代的12V電子渦輪能夠在450毫秒達(dá)到90%的最大轉(zhuǎn)速，并且可以連續(xù)工作。但是由于使用的是12V，所以功率方面有所下降，所以提供的動(dòng)力也要比48V電子渦輪弱，所以只適用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)（2.0L排量以下）。但也因?yàn)樘峁┑膭?dòng)力較弱，所以使用風(fēng)冷即可，布局更加方便。12V的電子渦輪終究不是主流，只是廠(chǎng)商提供的一種解決方案。

　　電子渦輪未來(lái)還可能往集成電機(jī)式渦輪發(fā)展，也就是把電機(jī)集成在渦輪的軸承上，當(dāng)需要電機(jī)輔助時(shí)直接介入加速軸承轉(zhuǎn)速，提升增壓效果。同時(shí)電機(jī)還能夠?qū)崿F(xiàn)能量回收以及控制轉(zhuǎn)速代替排氣旁通閥的作用。博格華納目前已經(jīng)在研究這種電子渦輪，并且造出了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行研究。

　　F1在2014年就使用上了類(lèi)似的技術(shù)，渦輪上有電機(jī)直接輔助，普通情況下電機(jī)的作用是回收能量，將把能量轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)到電池中，此外，熱能電機(jī)單元還可以反向控制渦輪的轉(zhuǎn)速（加速/減速），實(shí)現(xiàn)排氣泄壓閥的功能以及減少渦輪遲滯現(xiàn)象。上圖就是馬瑞利(Magneti Marelli)的熱能回收系統(tǒng)，與14年F1奔馳車(chē)隊(duì)的渦輪布置方案比較相似。

　　上面的幾家廠(chǎng)商在電子渦輪的道路上走的比較快，但未來(lái)會(huì)有更多的廠(chǎng)商使用電子渦輪技術(shù)去彌補(bǔ)廢氣渦輪的缺陷。不過(guò)廠(chǎng)商的在發(fā)動(dòng)機(jī)上能夠搭載電子渦輪的背后，是配套商多年的研發(fā)積累。就像博格華納、法雷奧、霍尼韋爾、馬瑞利等零部件巨頭已經(jīng)有了自己的電子渦輪解決方案。

　　電子渦輪能夠改善渦輪遲滯現(xiàn)象，同時(shí)還有利于降低油耗和發(fā)動(dòng)機(jī)排放，并且能夠有助于發(fā)動(dòng)機(jī)的小排量化。這幾點(diǎn)好處就能夠使得電子渦輪會(huì)被更多的廠(chǎng)商接納使用。而隨著奔馳、奧迪在量產(chǎn)車(chē)?yán)锩媸褂秒娮訙u輪技術(shù)以及48V系統(tǒng)的普及，相信未來(lái)會(huì)有更多的廠(chǎng)商加入電子渦輪的陣營(yíng)。（圖/文/攝：太平洋汽車(chē)網(wǎng) 杜慶煒）