霍尼韋爾新技術(shù) 解決渦輪增壓兩大“痼疾”

汽車(chē)原本只是提供人類(lèi)交通便利的工具，但隨著(zhù)人們對于汽車(chē)動(dòng)力的不斷追求以及節能環(huán)保理念的持續推廣，各類(lèi)提升汽車(chē)動(dòng)力及效率的技術(shù)應運而生，而渦輪增壓技術(shù)則是其中之一。

什么叫渦輪增壓？

渦輪增壓工作原理圖

渦輪增壓裝置其實(shí)就是一種空氣壓縮機，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣量，一般來(lái)說(shuō)，渦輪增壓都是利用發(fā)動(dòng)機排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當發(fā)動(dòng)機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下發(fā)動(dòng)機的轉速，就可以增加發(fā)動(dòng)機的輸出功率了。

傳統渦輪增壓的技術(shù)短板和最新的解決方案

首先，“遲滯”現象就是其中之一，由于發(fā)動(dòng)機低速時(shí)并沒(méi)有過(guò)多的排氣量，因此沒(méi)有足夠的壓力來(lái)驅動(dòng)渦輪轉動(dòng)；轉速升高后渦輪轉速隨之上升，發(fā)動(dòng)機動(dòng)力會(huì )突然提升，給人造成“慢半拍”的感覺(jué)。

其次，在經(jīng)過(guò)了增壓之后，發(fā)動(dòng)機在工作時(shí)的壓力和溫度都大大升高，因此發(fā)動(dòng)機壽命會(huì )比同樣排量沒(méi)有經(jīng)過(guò)增壓的發(fā)動(dòng)機要短，而且機械性能、潤滑性能都會(huì )受到影響，這樣也在一定程度上限制了渦輪增壓技術(shù)在發(fā)動(dòng)機上的應用。

霍尼韋爾是如何解決的？

60年前，霍尼韋爾公司開(kāi)始為商用車(chē)開(kāi)發(fā)渦輪增壓技術(shù)，催生出了第一臺渦輪增壓柴油車(chē)。此后半個(gè)多世紀，霍尼韋爾在渦輪增壓技術(shù)領(lǐng)域持續深耕細作，積累了豐富的技術(shù)和應用經(jīng)驗，尤其是來(lái)自霍尼韋爾航空航天集團的空氣動(dòng)力前沿研究，一直在推動(dòng)其渦輪增壓技術(shù)的推陳出新。近年來(lái)，隨著(zhù)渦輪增壓在汽油發(fā)動(dòng)機上的日益普及，霍尼韋爾在汽油發(fā)動(dòng)機渦輪增壓技術(shù)上也實(shí)現了卓越的技術(shù)突破。

一、柴油發(fā)動(dòng)機渦輪增壓

1、霍尼韋爾柴油機VNT技術(shù):根據轉速調節進(jìn)氣量，解決“遲滯”現象

霍尼韋爾VNT增壓技術(shù)的出現是柴油乘用車(chē)領(lǐng)域內的一大技術(shù)突破，它極大地改善了柴油乘用車(chē)輛的駕駛樂(lè )趣，促使柴油乘用車(chē)輛在歐洲的普及。

霍尼韋爾的VNT增壓技術(shù)主要依靠一組可以轉動(dòng)的渦輪噴嘴葉片來(lái)調整進(jìn)入渦輪的發(fā)動(dòng)機排出的廢氣流速，使渦輪在不同的發(fā)動(dòng)機轉速和負荷工況下可以發(fā)揮最佳的作用。在發(fā)動(dòng)機低速運轉時(shí)，渦輪噴嘴葉片逐漸閉合，這樣可以提高進(jìn)入渦輪區的排氣壓力，從而提高增壓壓力輸出。在發(fā)動(dòng)機高速運轉時(shí)，渦輪噴嘴葉片逐漸打開(kāi)，這樣可以減小進(jìn)入渦輪區的排氣壓力和增加排氣流通能力，從而可以避免增壓器超速同時(shí)又能保證提供發(fā)動(dòng)機所需要的增壓壓力。

VNT技術(shù)在發(fā)動(dòng)機性能上的體現（以大眾高爾夫為例）

2、VNT優(yōu)勢是什么？

與廢氣旁通式增壓發(fā)動(dòng)機相比，在額定功率相同的情況下，VNT增壓發(fā)動(dòng)機可以改善燃油經(jīng)濟性最高達5％，并提升低速扭矩最高達30%以上。

3、VNT用于哪些車(chē)型？

它最初起源于1991年，霍尼韋爾VNT增壓技術(shù)首次應用在配有1.9升柴油直噴發(fā)動(dòng)機的菲亞特Croma車(chē)輛上；1995年第二代VNT技術(shù)用于奧迪1.9升柴油直噴發(fā)動(dòng)機；2004年，霍尼韋爾的第三代VNT增壓技術(shù)首次應用于寶馬一系的車(chē)輛上；2010年霍尼韋爾VNT增壓技術(shù)幫助大眾Polo BuleMotion 1.2升發(fā)動(dòng)機實(shí)現了驚人的3.3升/100公里綜合油耗。

4、VNT普及度如何？

降低能耗和控制排放日益成為中國政府施政重點(diǎn)?；裟犴f爾預計在未來(lái)5年間，VNT增壓技術(shù)在新柴油車(chē)的覆蓋率將從目前不到5％提高到20％以上。

二、汽油發(fā)動(dòng)機渦輪增壓

1、霍尼韋爾旁通式汽油渦輪增壓器：應用先進(jìn)材料提升耐高溫能力

汽油發(fā)動(dòng)機在高轉速下最高排氣溫度可達1050℃?；裟犴f爾通過(guò)使用特殊合金和復合材料，確保在溫度不斷增加的狀態(tài)下，保持渦輪增壓器性能穩定。

在空氣動(dòng)力學(xué)方面，霍尼韋爾開(kāi)發(fā)的新一代徑流和混流渦輪兼備低流量和高流量的功能。在壓氣機輪方面，新設計的葉輪和流道有助于滿(mǎn)足低功率和高功率發(fā)動(dòng)機的不同需求。對于中型和大型發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)，渦端雙流道已經(jīng)成為一個(gè)標準設計。

2、旁通式汽油渦輪增壓器亮點(diǎn)何在？

霍尼韋爾廢氣旁通式汽油渦輪增壓器。適合于0.8升排量到V12高端引擎的各種發(fā)動(dòng)機，與同功率的自然吸氣發(fā)動(dòng)機相比，提高燃油經(jīng)濟性最高達20%，與前幾代技術(shù)相比，霍尼韋爾最新汽油渦輪增壓器體積減少25%，重量減輕30%，性能卻有增無(wú)減。

3、汽油渦輪增壓技術(shù)突破——DualBoost技術(shù)縮短響應時(shí)間 更快速提升扭矩

DualBoost結構

霍尼韋爾已經(jīng)推出的DualBoost汽油渦輪增壓技術(shù)，是汽油增壓的最新概念，軸流的渦輪機與背靠背的雙面壓縮機相匹配，進(jìn)一步縮短到達需求扭矩的時(shí)間，具備更出色的快速響應能力和穩態(tài)性能。

4、霍尼韋爾汽油渦輪增壓技術(shù)用于哪些車(chē)型？

在歐洲，霍尼韋爾的增壓器在寶馬X5上一顯身手，幫助X5成為世界上最有名的高性能SUV之一。在美國，繼成功推出最暢銷(xiāo)的雪佛蘭Cruze ECO 1.4L之后，霍尼韋爾又與德國大眾公司合作開(kāi)發(fā)了甲殼蟲(chóng)2.0L渦輪增壓發(fā)動(dòng)機。在中國，繼2012年的菲亞特VIAGGIO推出之后，有十幾項新的汽油發(fā)動(dòng)機項目陸續進(jìn)入量產(chǎn)階段，包括觀(guān)致、上汽榮威、華晨等等。

得益于霍尼韋爾渦輪增壓器，大眾甲殼蟲(chóng)中2L汽油增壓發(fā)動(dòng)機擁有更為強勁的動(dòng)力及更高的燃料效率。增壓器渦端可承受溫度最高達1050°C，并配備了電動(dòng)執行器。

5、汽油渦輪增壓普及情況如何？

隨著(zhù)全球各地二氧化碳排放標準日趨嚴格，再加上購車(chē)一族希望發(fā)動(dòng)機在性能不減的情況下有更好的燃油效率，汽油渦輪增壓車(chē)的增長(cháng)十分迅猛。目前，在全球所銷(xiāo)售的輕型車(chē)輛中有9%采用了渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機，在未來(lái)五年內，汽油渦輪增壓占有率可望上升至15％。在中國，油耗指標和二氧化碳排放量監管均變得更為嚴格，這促使了汽油渦輪增壓在所有汽油輕型車(chē)輛中所占的比例將從目前的13％在五年內提升至26％。

小結：

以前的汽油機，先由化油器在氣缸外混合空氣和汽油，再進(jìn)入氣缸燃燒，這是汽油機本身的技術(shù)特點(diǎn)。當時(shí)的渦輪增壓器只是解決氣的問(wèn)題，油和氣的配合在汽油機上的應用是受到限制的?，F在汽油機的技術(shù)，包括汽油直噴技術(shù)被采用以后，渦輪增壓在汽油機上出現了控制油氣配合的可能性。作為既能提升車(chē)輛動(dòng)力，又能實(shí)現發(fā)動(dòng)機小型化及車(chē)輛減排的技術(shù)之一，汽油機渦輪增壓系統或將在中國市場(chǎng)迎來(lái)高速發(fā)展期。