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涡轮增压如何再优化?
在这里就要说到那两个老生常谈的问题了:涡轮迟滞与爆燃现象。
在发动机低速的情况下,废气涡轮叶片自身的重量产生的惯性很大,排出的废气量相对较小,无法推动废气涡轮产生转动。这时的涡轮并不工作,其实就相当于一台自然吸气发动机。
其次,涡轮增压介入工作后,大量的压缩混合气体进入气缸。这时气缸里的混合气体由于远大于正常情况下的压力而会释放出超出正常活塞压缩行程后的温度。而汽油抗爆性并不是很好,所以活塞在达到点火的时间前混合油气由于过高的压力而提前点燃,从而产生爆震现象。为了防止发动机的爆震现象,设计涡轮增压发动机时可以降低发动机压缩比。但实际上,压缩比越低,涡轮增压的工作效率也会降低,甚至不如一台自然吸气的发动机的。这也就是涡轮迟滞现象。
而随着中国“小排量购置税减半”等相关政策的推出,各车厂都在下大力气去研究小排量涡轮增压发动机。通过减小涡轮尺寸、降低涡轮重量、采用双涡轮双涡管,甚至是双增压的方法来解决这两个根本性的问题。但实际上,这些解决方法都是头痛医头脚痛医脚,并不能完完全全的解决压缩比与涡轮的工作能力以及爆震的问题。
目前的主流方案有俩:一个是萨博的SVC可变压缩比技术。通过改变压缩比(即气缸总容积与燃烧室容积的比例)使发动机在涡轮还未启动前保持较高的压缩比,涡轮启动后降低压缩比,使发动机始终保持在最佳工况。但是这种技术对于气缸以及内部各种零部件的要求非常高,目前还无法达到一个稳定的工作状态,但是起码这肯定是未来涡轮增压的一个发展趋势。
另外一个则是由奥迪和斯巴鲁领衔的电子涡轮技术。顾名思义,涡轮增压系统不再靠废气驱动,而是用电机进行驱动。其优点就是能够消除传统涡轮增压器的迟滞现象,相比于废气,电机驱动能够实现更精准的控制,使得发动机动力的相应更为积极,随叫随到。除此之外,由于减少了废气驱动的环节,使得涡轮增压器不用经受废气的高温考验,这也有利于延长增压器的使用寿命。但是,这货本身的制造工艺相当复杂。其次,电子涡轮具有很高的工作电压。普通的车用12V电瓶是根本无法满足驱动电子涡轮所需要的电力的。
因此,要想上电子涡轮,对车辆电瓶技术的技术升级和改造的价格就已经不菲。过高的成本导致目前电子涡轮还无法做大量的普及。什么时候成本降下来了,这才是电子涡轮的春天。
编辑点评:不管怎样,涡轮在中国市场终于开始同雨后春笋般茁壮成长。无论进口品牌、合资品牌甚至自主品牌,都在开始尝试搭载涡轮增压引擎。越来越多的车屁股烙上了红色的“T”字样。“涡轮增压”这个原本性能车的代名词,终于慢慢开始走进百姓万家的生活。
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