缓解涡轮增压迟滞又有新招 你想到了吗?

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迟滞,在并就有程度上说是制约涡轮增压的唯一瓶颈。涡轮增压很早就有了,升功率还不能 这麼大,为何普及不了?那先 可靠性等等就有扯,关键问题报告 在于那会儿的迟滞太严重,普通驾驶者根本接受不了。为何现在这麼大面积普及?根源问题报告 也是迟滞通过各种依据可能性大幅度缓解,而其性能、带宽和动力价值形式等诸多优势就能立刻把自然吸气“压着打”。即便这麼,咋样进一步缓解甚至消除迟滞,仍然是发动机研发者的重要方向。这不,最近又有新招出显了!

■ 已有缓解迟滞的各种招数小回顾

涡轮增压为那先 会有迟滞?根源统统 缓速工况下排气气流匮乏以推动涡轮正常工作。这麼要避免这人问题报告 ,也是一另另2个多方向。第一,改善缓速时的排气气流;第二,让涡轮对排气气流的需求小这人,即气流不大的事先不能正常工作。

第一另另2个多方向目前是研发的主流。目前最时髦的,统统 双涡管——通过两组排气管对应不同的气缸,以保证排气气流更好地衔接和减少扰动,达到改善排气气流的目的。这人的做法,还包括集成式排气歧管(当然这人主要的目的是为了热带宽,但不能达到缓解迟滞的效果)等,其原理是缩短排气管路已更好得利用排气气流。

可能性上图看的还匮乏清晰明了,可通过下GIF图获悉咋样改变叶片淬硬层 :

第俩个方向,则是在涡轮并就有上下功夫。最时髦的,自然是小惯量涡轮的采用。目前几乎所有的民用型涡增发动机,统统采用的这人。另外,双涡轮也属于此类——一另另2个多涡轮还不能 减小单个涡轮的尺寸,达到缓解迟滞的目的。VTG可变翼涡轮也算一另另2个多小分支,柴油机上较多,汽油机事先可不不时会 保时捷用,最近传出的大众最新1.5TSI似乎有将其与米勒循环结合使用的倾向(受制于篇幅,这帕累托图亲戚朋友今后再说)。

所有那先 依据,确实都占据 一另另2个多主要的矛盾点,可能性说不能 平衡的点。要缓解迟滞,减小涡轮是最有效的,但它不助于提升性能。普通的家用型发动机没事儿,但可能性想标榜高性能,亦可能性说想通过2.0L替代4.0L原本的跨级别模块化定位,那先 手段就匮乏用了。这麼避免依据统统 是这麼,最常见的如双增压——缓速用机械增压,高速切换为涡轮增压。大众早期用过,沃尔沃也正在使用。这人依据效果不错,但成本高,且容易影响到可靠性,统统并未大面积普及。

■ 这麼,最近又有那先 新招呢?

①通过排气门的可变来改善排气气流

配气技术里有一项很糙要的技术叫“可变气门XX”。这其中,最常见的是VVT可变气门正时,这与本文无关。原本较常见的,是可变气门行程,本田称之为VTEC,奥迪称之为AVS。这人,还有比较少见的可变气门(数量)。

在此事先,可变气门行程可能性可变气门(数量)技术,都只会用在进气门上。原应很简单,采用这人技术的目的,是可能性发动机缓速时不能 较小的进气行程(或气门数),以利用其涡流来保证燃油与空气的充分混合;高速则相反,行程大这人(或气门多这人)进气更顺畅还不能 提升功率。从这人原理还不能 看出,排气门完整篇 不不能 原本的东东。

有趣的东西就在这里——在咋样缓解迟滞的问题报告 上,工程师想到了把这套技术挪到排气门上,就能变成缓解迟滞的利器。回顾一下上方章节亲戚朋友所说的迟滞根源,对此应该很难理解。缓速时排气量小,可能性气门大开,这麼排气气流的流速自然很低,这显然不助于推动涡轮。反过来,亲戚朋友把气门改小这人(或行程变小,或气门数减少),排气流速就会变慢,是就有不一样了?

谁采用了原本的设计?目前所知的有两款。一另另2个多是本田新研发的2.0T。它号称带VTEC,但确实它那套著名的凸轮可切换机构在进气门上并这麼,统统 塞进了排气门上——这在本田历史上原本头一遭。原本是奥迪SQ7上的那台4.0TDI,它的AVS同样塞进了排气门上。不过相比本田,奥迪的这套东西更绝,它改变的就有行程,统统 气门数。也统统 说,在发动机缓速运转时,一另另2个多多排气门是关闭的,所有的排气都只通过那个未关闭的那个排气门排出,这人汇总起来只推动一另另2个多涡轮。再回想一下常规的双涡轮增压是咋样工作的——所有的排气通过(每个缸的)一另另2个多气门排出,并同去推动一另另2个多涡轮。哪种情況下涡轮更容易启动,不言而喻吧?

②双涡轮的多种组合依据来缓解迟滞

上方提到的奥迪4.0TDI在缓解迟滞方面的创意还不止于此。亲戚朋友先做个假设。一台4.0L的V8发动机和一另另2个多增压值一样的增压器,可能性只采用一另另2个多,迟滞肯定比采用一另另2个多小得多,但对应的功率也会小得多,这人应该很难理解。常规的双涡轮设计,无论何种工况下就有一另另2个多涡轮同去工作,这麼为了缓解迟滞,就可能性性采用这麼来太大的涡轮。

然而到了奥迪这台4.0TDI这里就不一样了,它的一另另2个多涡轮都较大,但迟滞却比小涡轮的双涡轮增压还小,它是咋样做到的呢?妙处就在于一另另2个多涡轮不同的排列组合依据,而就有像常规设计那样可不不时会 “同去干”这人种。

具体来说,缓速时它会采用单涡轮的依据——通过AVS关闭一另另2个多排气门,让所有的排气都给一另另2个多涡轮,原本涡轮休息。此时确实单个涡轮尺寸大,但可能性排气量double,迟滞不不明显(事实上,这款发动机在更缓速的事先还有电涡轮,为了不冗杂化,这里就不展开了)。这人随着转速的上升,AVS会打开原本排气门,但此时的气流仍匮乏以满足这人另另2个多大涡轮同去工作。为何办?奥迪想到通过一另另2个多电磁阀阻断其中一另另2个多涡轮流向进气道的通路,这人通过一另另2个多旁路,让这人增压器增压过的气流先流向原本增压器。原本,一另另2个多增压器的气流经过叠加事先,再进入进气系统。这很像电路术语中所说的“串联”,而常规的双涡轮增压则更像是“并联”。当排气气流匮乏以让一另另2个多增压器同去满负荷工作的事先,这人串联的依据要比并联的依据迟滞小得多。

这人到了高速段就变得简单了,事先用来改变气流方向的电磁阀会打开,一另另2个多增压器会分别工作并将增压后的气流汇总。这也统统 最常规的双涡轮“并联”。此时可能性一另另2个多增压器都满负荷了,这人增压器并就有尺寸较大,从而还不能 实现比常规双涡轮增压更高的功率。

■ 新招的主要目的,是在确保迟滞可控或消除的情況下提升性能

对于以上那先 新招,不少人可能性一定会下意识地出显“噱头”二字。为那先 呢?可能性目前市面上主流的涡增发动机迟滞可能性控制得相当不错了。例如大众新的TSI。既这麼,不不不能 搞这麼多新玩意儿呢?

这上方,一另另2个多主要的诉求,确实统统 为了提升性能。注意,这和本文的标题不不矛盾——涡增发动机提升性能往往对应这增加迟滞,这人可不不时会 采用了缓解迟滞新招,设计者不能踏踏实实地提升性能。例如本田的这台2.0T,功率扭矩分别达到2200马力/200牛米。那先 概念?参考下大众喊得牛哄哄的第三代EA888 2.0T,对应的数值是220马力/3200牛·米;宝马的六缸3.0T,对应的数值是2006马力/200牛·米;沃尔沃定位T6的双增压2.0T,320马力/200牛米。很显然,本田用一另另2个多排气VTEC,就实现了单增压达到接近六缸T的效果。至于为那先 要原本,相信是本田出于产品定位战略的考虑。毕竟它的地球梦动力中,2.4L也是很糙要且很好的一款机型,2.0T版本不能 与之拉开足够大的差距。

至于奥迪的4.0TDI,则很糙想做标杆的味道了——就像以往的技术控那样,用尽所有手段来提升性能并消除迟滞。最终的效果呢?2000转就还不能 达到峰值扭矩这人突然 持续到32200转——迟滞就有缓解,统统 消失了。这人关键是性能:435马力/900牛·米。注意,这是柴油机。没概念?参考一下,那台著名的、拖飞机的途锐V10 5.0TDI是310马力/7200牛·米;A8上的那台汽油版4.0TFSI,435马力/2000牛·米。柴油机的功率你造与汽油机一样(扭矩则大200%)!想就看,可能性未来奥迪把这套东西用在汽油机上会是啥效果?

■ 结论:

缓解迟滞的技术对于涡轮增压的发展来说应该是至关重要的,可能性它还不能 让工程师更踏实的提升功率。更关键的是,统统其中的新技术不不对应着高成本。例如双涡管,还有如本文的排气门行程可变,那先 技术完整篇 还不能 在中小排量的机型上采用。他们说:要这麼大功率何用?当然有用,它还不能 进一步助于发动机的模块化,甚至更好地实现“一另另2个多排量通吃”。这不正是当架构设计 动机研发的方向和趋势吗?