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奔馳AMG下一代高性能車型引入eTurbo技術(shù),提升靜止?fàn)顟B(tài)加速能力

牽手一起夢(mèng) ? 來(lái)源:搜狐網(wǎng) ? 作者:佚名 ? 2020-06-19 14:42 ? 次閱讀
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奔馳日前確認(rèn),梅賽德斯-AMG下一代高性能車型的發(fā)動(dòng)機(jī)將引入eTurbo電動(dòng)輔助渦輪增壓技術(shù)。eTurbo技術(shù)直接來(lái)自于梅賽德斯-AMG一級(jí)方程式賽車車隊(duì),與渦輪增壓器制造商加勒特(Garrett)共同開(kāi)發(fā),除了渦輪增壓器比目前使用的渦輪增壓器更大之外,還將配備一臺(tái)渦輪安裝式電動(dòng)機(jī),以提高響應(yīng)速度。

eTurbo總成未來(lái)將應(yīng)用于梅賽德斯-AMG輕混動(dòng)力車型上,包括一個(gè)大型壓縮機(jī)、一個(gè)控制單元和一個(gè)排氣側(cè)渦輪與新鮮空氣側(cè)壓縮機(jī)葉輪之間連接的直徑約4 mm電動(dòng)機(jī)構(gòu)成,小型電動(dòng)機(jī)由車載48伏系統(tǒng)供電。當(dāng)感應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載增加時(shí),控制單元指令電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉輪以高達(dá)170,000 rpm的速度轉(zhuǎn)動(dòng),讓廢氣流過(guò)使渦輪運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生增壓壓力,從而改善了怠速轉(zhuǎn)速以及整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍下的瞬時(shí)響應(yīng),換句話說(shuō),消除了渦輪增壓的遲滯現(xiàn)象。此外,渦輪增壓器電動(dòng)化還會(huì)在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生更高的扭矩,提升靜止?fàn)顟B(tài)加速能力。

eTurbo技術(shù)可以解決快速反應(yīng)的小渦輪增壓器相對(duì)較低功率輸出與大型渦輪增壓器高輸出功率卻響應(yīng)遲滯之間的矛盾。由于電動(dòng)化改造,即使駕駛員不踩油門,電氣系統(tǒng)也可以使渦輪保持轉(zhuǎn)動(dòng),從而在制動(dòng)過(guò)程中讓空氣流過(guò)渦輪增壓器保持增壓壓力,并在重新加速時(shí)減少動(dòng)力遲滯。

“我們已經(jīng)明確定義了電動(dòng)化未來(lái)的終極目標(biāo)。為此,我們需要依靠相互無(wú)關(guān)且高度創(chuàng)新的零部件和總成。通過(guò)這一舉措,我們將在戰(zhàn)略上補(bǔ)充模塊化技術(shù),并根據(jù)性能要求進(jìn)行量身定制。”梅賽德斯-AMG董事長(zhǎng)托比亞斯·莫爾斯(Tobias Moers)表示:“第一步就是電動(dòng)渦輪增壓器,這是一級(jí)方程式技術(shù)轉(zhuǎn)向民用的實(shí)例,通過(guò)這種技術(shù),我們將使渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)達(dá)到以前無(wú)法達(dá)到的響應(yīng)速度。”

從奔馳官方發(fā)布的示意圖來(lái)看,eTurbo電動(dòng)輔助渦輪增壓器總成安裝在梅賽德斯-AMG的M139 2.0升渦輪增壓四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)之上,這表明奔馳目前正在開(kāi)發(fā)這款發(fā)動(dòng)機(jī)的更強(qiáng)大版本。

什么是渦輪增壓系統(tǒng)?

常見(jiàn)的渦輪增壓系統(tǒng),主要由渦輪機(jī)和壓縮機(jī)組成。來(lái)自氣缸的排出的廢氣會(huì)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn),與渦輪同軸的葉輪會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng),從而將新鮮空氣壓縮進(jìn)氣缸內(nèi),讓氣缸進(jìn)氣量增加,動(dòng)力就隨之提升。與自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比,渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)能用更小的排量實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的動(dòng)力,這固然是好事,但也存在一定的弊端,渦輪遲滯就是最明顯的一點(diǎn)。

渦輪響應(yīng)速度與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量以及渦輪自身重量密切相關(guān)

由于渦輪機(jī)需要靠廢氣推動(dòng),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低,排氣量不高時(shí),由廢氣推動(dòng)的渦輪轉(zhuǎn)速不足以提供有效的增壓力,與此同時(shí),渦輪葉片也會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣形成一定的阻力,在渦輪達(dá)到有效工作壓力之前,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力響應(yīng)會(huì)比同排量自吸發(fā)動(dòng)機(jī)遲緩。

在實(shí)際駕駛過(guò)程中,渦輪遲滯會(huì)對(duì)行駛舒適性造成較大影響,尤其對(duì)于一些排量不大,但車重較大的SUV車型,往往會(huì)出現(xiàn)“輕踩油門車不走,深踩油門一腳竄”的情況。

渦輪小型化雖然能在一定程度上解決渦輪遲滯,但在動(dòng)力提升方面存在瓶頸

要解決渦輪遲滯的問(wèn)題,普遍的解決方案有兩種。一是增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量,在低轉(zhuǎn)速時(shí)排除足夠多的廢氣;二是采用輕量化的小尺寸渦輪,以便渦輪葉片更容易被廢氣推動(dòng)。

第二種方法雖然符合發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的趨勢(shì),也被大多數(shù)廠家所采用,但同時(shí)也產(chǎn)生了另一個(gè)問(wèn)題——渦輪效率高了,但增壓承受力下降,最大功率的發(fā)揮受限。

所謂電動(dòng)渦輪,其實(shí)基本工作原理和普通渦輪增壓器類似,同樣是擁有渦輪機(jī)和壓縮機(jī),只是在兩者之間加入了一臺(tái)小型高轉(zhuǎn)速電機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低不足以推動(dòng)渦輪時(shí),其電機(jī)就會(huì)介入工作驅(qū)動(dòng)渦輪,并且可以在怠速狀態(tài)下就讓渦輪建立正壓。

電動(dòng)渦輪增壓技術(shù)結(jié)構(gòu)

而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量足以推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)就會(huì)退出工作,讓廢氣渦輪發(fā)揮其應(yīng)有的工作效果,同時(shí)避免了電機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)效率下降的問(wèn)題。

蓋瑞特的電動(dòng)渦輪技術(shù)主要應(yīng)用于48V輕混車型上。大家都知道,目前主流的48V輕混技術(shù)都是將電動(dòng)機(jī)放置于發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶位置,理論上能起到輔助驅(qū)動(dòng)、動(dòng)能回收、優(yōu)化行駛品質(zhì)等作用,但由于電機(jī)功率過(guò)小,對(duì)油耗和動(dòng)力的實(shí)際優(yōu)化并不明顯。

48V輕混系統(tǒng)的實(shí)際作用十分有限。如果將功率相近的電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)渦輪葉片上,則顯得綽綽有余,甚至能起到四兩撥千斤的效果。

除此之外,由于有了電機(jī)的介入,渦輪機(jī)可以選用尺寸更大、強(qiáng)度更高的渦輪葉片,有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。一臺(tái)搭載蓋瑞特電動(dòng)渦輪的阿爾法——羅密歐的4C跑車,能實(shí)現(xiàn)200Kw/L的最大升功率,以該車1.7L的排量折算,最大功率可到340kW!相比之下,阿爾法·羅密歐4C原廠功率也只有174kW,那是接近2倍的差距!

在節(jié)能減排方面,電動(dòng)渦輪增壓器可以在收油時(shí)利用廢氣能量實(shí)現(xiàn)動(dòng)能回收,從而更好地與電動(dòng)化車型整合。在歐洲WLTC循環(huán)排放測(cè)試中,搭載電動(dòng)渦輪增壓的車型也可以實(shí)現(xiàn)17%的尾氣排放。

責(zé)任編輯:gt

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