汽车厂家在努力做低惯量涡轮增压器怎么不做电子涡轮呢
涡轮增压器的分类涡轮增压器根据类型的不同可以分为两大类:一种是机械式涡轮增压发动机,另一种是电子式涡轮增压发动机。机械式涡轮增压器实际上就是一种空气压缩机,它是利用发动机排出的废气作为动力源,推动涡轮室中的涡轮,
在2019年,中国汽车市场开始推出国6排放法规,该法规堪称史上最严,很多车企因为排放性能无法达标纷纷宣告破产,像众泰、力帆等车企。为了进一步降低车辆油耗,同时降低车辆的排放性能,各大车企开始纷纷推出涡轮增压发动机,毕竟涡轮增压发动机最典型的特征就是:动力强劲,经济省油,且排放性能优秀。
涡轮增压器的分类
涡轮增压器根据类型的不同可以分为两大类:一种是机械式涡轮增压发动机,另一种是电子式涡轮增压发动机。机械式涡轮增压器实际上就是一种空气压缩机,它是利用发动机排出的废气作为动力源,推动涡轮室中的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸;电子式涡轮增压发动机,直接由电动机驱动涡轮旋转,该动力传输方式简单直接。
对于机械涡轮增压发动机来说,它有一个明显的缺陷,就是在低速行驶时,发动机有明显的延迟效应,车辆加速无力,待车速提升之后,发动机在涡轮的作用下开始迅速爆发出强劲的动力,整体上来说,涡轮增压发动机的加速线性感并不是很好。而电子式涡轮增压发动机,优势非常明显,涡轮介入时间不受发动机转速或车速的限制,油门随踩随有。
为什么不开发电子式涡轮增压发动机?
现在大多数家用车,大多采用机械式涡轮增压发动机,很少采用电子式,这究竟是什么原因呢?答案显而易见,就是涉及到成本。20万以内的家用车,它所使用的普通的机械式涡轮增压发动机,其成本费用大约2000元,而电子式涡轮增压器,它的结构多样化,控制系统更加复杂,有专门的电机、控制电路,所以,电子式的涡轮增压器价格非常昂贵,便宜一些的也得5000元以上,贵些的直接上万元,现在中国的汽车市场在性价比方面的竞争越来越趋近于白热化阶段,普通的家用车,是不可能匹配电子式涡轮增压发动机的。
如何改善机械式涡轮增压发动机动力延迟现象?
机械式涡轮增压发动机,存在加速感不线性,车辆驾驶感不平顺等缺陷,为了改善这一现况,汽车厂家开始采取各种方法,降低涡轮增压器的惯量,提升涡轮增压器的应答性,只要车主踩油门加速,发动机可以立刻输出动力。
比如,降低涡轮增压器的尺寸,尺寸降低,涡轮增压器叶轮和涡轮的当量惯量显著降低,从而使涡轮增压器容易加速,也更容易减速,一般情况下,一些小排量涡轮增压发动机,比如1.2T,1.4T发动机,大多采取这种方法;还有些车企直接改变了涡轮增压器的材质,选用重量较轻,耐热性及强度更好的材质,以降低涡轮增压器的整体质量。
整体上来说,虽然电子涡轮增压发动机优势众多,但产品价格太高,这才是大部分车企致力于开发性能不是很稳定的机械式涡轮增压发动机的主要原因。
汽车厂家都在努力做低惯量涡轮增压器,为什么不做电子涡轮?
汽车厂家都在努力做低惯量涡轮增压器,为什么不做电子涡轮?也许有人认为,虽然低惯量涡轮增压器可以在较低的速度下介入,但仍然存在涡轮迟滞的问题,那为什么不直接使用无迟滞的电子涡轮增压器呢?电动涡轮机已经在一级方程式赛车和高端乘用车中使用,尽管技术和成本使其无法大规模生产。
众所周知,废气涡轮增压器的驱动力主要来自于发动机燃烧后产生的废气,因此在一定程度上不会损失发动机的动力,这也是它能够取代机械增压器成为主流增压器的原因。电子涡轮机使用电机来连接涡轮压缩机和涡轮叶片。虽然这在一定程度上消除了涡轮机的滞后性,并更快地实现了预设的涡轮增压值,但它是由电力驱动的。也就是说,为了满足电子涡轮机的正常运行,必须提高电池的性能或增加专用电池,因为汽车上的12V电压无法满足电子增压器的需要。
而驱动电子涡轮增压器的能量来源最终是将机械能转化为电能的发动机,那我为什么不直接使用增压器呢?另外,目前电子涡轮增压器的需求比较大,所以对电池的容量也需求比较大,容量增大后体积也会增大,既然都想到这里了,我为什么还要研究电子涡轮燃料在汽车上的应用,为什么不直接跳过发动机和电动涡轮增压器,用电池和电机直接驱动车辆,这样既不会把时间浪费在放弃的技术研究上。
传统的废气涡轮增压器的转速从几万转到几十万转不等,如果电子涡轮增压器想达到这么高的转速,需要极其可靠的电机技术和电控技术。因为电子涡轮增压器需要长期工作,如果电机不能承受几十万转就会烧毁。在电子控制方面,需要解决如何使电子涡轮适应不同的工作条件,如何时加压、加压多少,以及如何与燃油喷射脉宽和点火提前角相协调等问题。这些问题需要大量的时间和重复性的工作来开发、验证,并对功能进行匹配和调整。
汽车厂家都在努力做低惯量涡轮增压器,那为什么不做电子涡轮呢?
汽车厂家都在努力做低惯量涡轮增压器,那为什么不做电子涡轮呢?
首先声明一点问题中提到的电子涡轮并不是某宝上卖的概念“电子涡轮”,那个纯是廉价的样子货,不会带来任何的性能提升,希望此文不会给朋友们带来误导,问题中提到的电子涡轮很高端,高的几乎脱离了实际!厂家的确都在努力做低惯量涡轮,但即便惯量在低,也仍然比这个真正的“电子涡轮”的惯量要高得多,这么说能明白了吧?说白了就是如今在奥迪某些车上用的法雷奥电子涡轮它仅仅是作为一个发动机低转速下的辅助增压装置,它的力量微乎其微;当然可以把它做大、做强,但是谁来给它供电?
涡轮增压能够在排量不变的前提下,通过提高进气量多喷油以达到增强动力的效果,但它也不是十全十美的,这其中最让人希望改进的就是涡轮增压的响应迟滞问题,这个是涡轮增压本身的物理结构特性决定的,要做到消除在现有的技术背景下很难做到。
因为想要弥补机械涡轮迟滞现象电子涡轮响应速度必须快,因此对电子涡轮的性能还有电源供应都有很高的要求,你用普通电机通上电后转速起来的还没机械涡轮快那肯定不行,要想瞬间把转速提起来对供电也有要求,汽车上12V电源有点力不从心,所以奥迪的电子涡轮是48V直流电驱动的,而且为了保证其供电需求车上还带有大容量电容器,而这一切都是为了换来零点几秒的涡轮响应速度,比赛中很实用,成败也许就在那零点几秒,但是普通家用车没必要。
这个还是因为成本太高了,除了电子涡轮以外还需要为电动涡轮提供单独的48V供电系统,这样会增加车辆的制造成本,所以电子涡轮目前只有少数车型在使用。对于普通车来说单独的废气涡轮增压才是最合适的选择。
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