随着我国不断严格的排放法规及燃料消耗限值标准,汽车厂商开始了“小型化”“轻量化”进程,将发动机设计得更小、更省油。为让小型化发动机迸发出更大动力,涡轮增压系统必不可少。目前,车用涡轮增压技术有了新的发展趋势,以铝代钢、以电动代废气的涡轮增压新技术越来越受到市场垂青。
7月29日,大陆集团宣布开启了全球首款车用铝质涡壳增压器量产的先河。该涡轮增压器已于今年春季搭载于MINI Hatch的三缸汽油发动机进入市场。与钢制涡轮增压器相比,满负荷工作足以使采用钢质涡壳的普通涡轮增压器通体发红,但铝质涡壳的涡轮增压器却能保持常态。这主要是由于铝制涡轮增压器的双层壁壳和其间包含的冷却水环绕着热度最高的区域,壁壳中的冷却液可确保外壳表面温度不超过120℃,内壳温度不超过350℃。据悉,使用铝合金这种轻质材料,能帮助MINI减重1.2kg,也就是比传统产品减重近30%。由于车重的减轻还意味着油耗的降低,所以轻量化材料的使用也有助于实现汽车行业节能减排的目标。另外,镍合金之类的耐高温材料会抬高采用钢质涡壳的涡轮增压器的价格,而使用铝合金是一种更具经济的材料。所以,即便水冷系统会增加一部分单体成本,但铝质涡壳涡轮增压器对汽车制造商而言,仍是更为经济的选择。
除了改进涡轮增压器的材质外,研发人员也在积极研发新技术,以不断改进涡轮增压器常见的“迟滞现象”。这一现象是指目前市面上的涡轮增压器都由废气驱动,在发动机转速较低时排出的废气量不足以驱动涡轮转动,因此在起步、急加速时,会出现短暂的迟滞,往往显得力不从心。在近日于哥本哈根举行的2014年奥迪技术日上,奥迪公司推出了世界上第一个电动涡轮增压器。奥迪的电动涡轮增压方案的设计并不是取代普通的废气涡轮增压器,而是两者相辅相成,被独立分为两部分。当发动机转速较低时,由电动涡轮增压器来为发动机的进气提供增压效果;当发动机转速较高时,由废气驱动的涡轮增压器来为发动机进气提供增压效果。据悉,奥迪的SQ7有望搭载这套双涡轮增压系统,并于2016年左右上市,这套3.0TDI V6双涡轮增压发动机最大输出功率可达283kW,峰值扭矩达750Nm,百公里加速将在4秒内完成,百公里油耗仅为5.3L。
从目前来看,虽然电动涡轮能缓解甚至完全解决发动机低速运作下疲软问题,但与废气涡轮的有效衔接成了新问题,加上对电动涡轮在成本和可靠性上的担忧,其普及可能还需要一段时间。(云文)

