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探索涡轮增压技术的今生
2013-01-10 | 阅:  转:  |  分享 
  
增压方式的技术升级

时至今日,涡轮增压技术已经日趋成熟,同时包括技术开发商在内的各个厂家也都在对涡轮增压技术进行着再次改进。事实上,对涡轮增压技术的改造也就是对发动机本体技术的

升级。现在最常见的方案即是普遍采用缸内直喷技术进一步降低燃油消耗,而在气门正时可变、进气歧管长度可变、废气再循环等传统技术辅助下,发动机的效率相比过去已得到了很

大幅度的提升。

在小排量增压发动机上,大众无疑是先行者。旗下的1.4TSI是近几年的热门机器,而1.8TSI和2.0TSI发动机更是各家竞相超越的目标。大众的1.4TSI双增压发动机是小排量机

型、大功率输出的标杆。进口的尚酷1.4双增压车型,最大功率125kW,最大扭矩240Nm,几乎接近1.8TSI的输出水平。区区1.4L排量为什么动力会如此强劲?答案是:双增压带来

了很大的实惠,即涡轮增压与机械增压搭配,形成了低转速与高转速全段增压的愿景。有一个对比实例,装在菲亚特Bravo上的T-jet系列1.4T发动机最大功率仅有12kW,最大扭

矩206N?m,相比大众的1.4TSI相形见绌,原因是多方面的,毕竟T-jet机器只是单一的涡轮增压,并且这与调校也有很大关系。

双增压系统非常强大,除此之外,大众这款1.4TSI发动机还采用了缸内直喷技术。在240rpm以下,机械增压工作,而从1750rpm开始涡轮增压便启动,由于两套增压系统

会存在一个重合的转速区间,因此它们会由电磁离合器分离,避免互相干涉消耗发动机动力。通过动力输出特性我们不难发现,这款发动机的扭矩爆发点从1750rpm一直持续到

450rpm,形成了一个扭矩高原,这对于加速性至关重要。

同样地,为了获得更多的驾驶乐趣和提供更缜密的动力输出,宝马公司开发出了双涡轮增压V8发动机,德国人试图将这一追求发挥到极致。独特的双涡轮增压结构把排气系统分

为两组,每4个气缸的排气驱动一个较小的涡轮增压器,如此一来便避免了采用一个小涡轮使排气阻力增大、大涡轮反应迟滞明显的缺点。更令人叹为观止的是,两个小巧的涡轮增压

器颇具特色地埋藏在V型气缸的夹角中间。这款独特的V8双轮增压发动机排量为4395mL,采用了先进的高精度缸内直喷系统,最大功率和扭矩分别为298kW和609Nm,扭矩高原

位于1750~450rpm之间,最大功率输出转速则在50~640rpm,从低转速到高转速都有缜密的动力爆发,这非常契合宝马所追求的驾驶乐趣。这款发动机最先装备在X6上,

后来宝马F04款7系混合动力车型也装备了这款发动机,就连注重动力的M5都将V10自然近期发动机换下,装上了这款4.4升V8发动机,足以可见涡轮增压的运用范围已经越来越广

泛。



增压方式的各家所长

实际上,在发达地区严格的尾气排放标准限制下,越来越多的汽车厂商加入到涡轮增压发动机的研发中来——为了即将开始的欧6排放不得已而为之,另外也是为了提供更好的动

力,更多的驾驶乐趣,而且还由此形成了不同地域不同状态的奇观。比如对待动力性能和环保性能上,日本人的态度比较谨慎,到现在他们也没有放开脚步去跟欧洲人拼涡轮增压,他

们目前的研发方向更钟情于用小排量汽油机与电动机的组合方式来平衡驾驶乐趣和满足低排放。而欧洲人也有这么玩的,不过更多则还是选择涡轮增压,并且发动机还有越来越小的

趋势,例如福特已经开发出1.0L三缸涡轮增压机,其动力水平看齐1.6L自然进气发动机,同样PSA也将拿出1.2L三缸涡轮增压机,并在2013年实现装车。

当然对于日本人来说,早期投入精力推出的涡轮增压车型更多是注重驾驶乐趣的,现在他们更像是在反省,比如曾经使用3.0L自然进气发动机的acuraNSX,现在并未在全新一

代NSX上使用涡轮增压发动机,转而使用混合动力系统来提供强劲的动力。日产历史上著名的RB26T也是一台性能猛兽,三菱的4B1T接过4G63T的接力棒,并且也毫不示弱斯

巴鲁的EJ257,不过以环保人士的眼光来看,这些机器的确充满了魅力,但它们无一例外都是CO2的排放大户。欧洲人没有放弃涡轮增压,宝马济南汽车报价在3.0L乃至4.0L以上排

量发动机上就屡出成果,不仅采用双涡轮增压或是双涡管单涡轮增压系统,在提高动力输出、节省燃油同时,直列6缸3.0L双涡轮增压发动机还得到了较低的CO2排放量——232g/km,

如果换作一台自然进气3.0LV6机型,CO2排放量少则都在240~250g/km左右。

说到最后,涡轮增压器发展的这百年历史也从一个侧面勾勒出人类对汽车发动机进排气系统和效率不懈研究的漫长过程,同时也是人类在环保这个长期课题上所做出的努力,虽然

谈不上让步——因为还在消耗化石资源,但起码发动机效率相比自然进气的确是提升了不少,这一点尤其值得欣慰。不论从哪个角度来说,涡轮增压器都是锐不可当的利器,尽管它

在汽车上的出现,在提高效率同时也削弱了很大层度的动力输出的连贯性,但它已经对目前的汽车工业发展产生了深远影响,或许未来还有更多改变,我们拭目以待。

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(本文系落落0211首藏)