[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀] 下一代AMG車型的買家有福了,!因為官方宣布了下一代新車將引入來自于F1一級方程式賽車的技術(shù)——電動渦輪增壓系統(tǒng)。都是帶“T”的汽車,,但未來的AMG絕對會給你不一樣的體驗,。為什么這么說?看完文章就知道了,!
● 帶“T”的車這個痛點(diǎn)難以消除
渦輪增壓發(fā)動機(jī)已經(jīng)被大眾所熟悉了,,它相比自然吸氣發(fā)動機(jī)有著諸多的優(yōu)勢,同排量機(jī)型功率大,、扭矩高,,但渦輪增壓發(fā)動機(jī)一直有一個難以解決的問題:渦輪遲滯,。如今的渦輪增壓機(jī)器會用小慣量渦輪來盡量消減遲滯現(xiàn)象,但本質(zhì)上它還是不能完全解決這個痛點(diǎn),。
為啥有渦輪遲滯現(xiàn)象,?由于渦輪增壓器完全靠排出的廢氣來推動,所以當(dāng)發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行,,排氣壓力較低,,渦輪增壓器對進(jìn)氣空氣的增壓效果不明顯;只有當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到一定高的轉(zhuǎn)速,,增壓器才能發(fā)揮出足夠的增壓效果,,發(fā)動機(jī)才能產(chǎn)生“超頻”的性能。例如下面這張曲線圖,,發(fā)動機(jī)到達(dá)A點(diǎn)(1400轉(zhuǎn)左右)輸出最大扭矩,。
小慣量渦輪是近些年的一個概念,它是指通過輕量化材料和減小葉片的直徑來降低渦輪的轉(zhuǎn)動慣量,,簡單理解就是選擇了“小渦輪”,,小渦輪更輕,發(fā)動機(jī)在較低轉(zhuǎn)速下,,排氣口出來的廢氣就能將它吹出很高的轉(zhuǎn)速,,以此來削減渦輪遲滯。
小慣量渦輪確實能夠改善渦輪遲滯,,但它是有局限性的,,不能完全消除遲滯現(xiàn)象。另外,,小慣量渦輪適用于中低轉(zhuǎn)速,,而當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(例如5000轉(zhuǎn)以上),由于小慣量渦輪的直徑小,,增壓效果便不明顯了,,功率和扭矩也很難再上一個臺階。
● 奧迪SQ7早就量產(chǎn)了,?No,,那只是過渡產(chǎn)品
隨著汽車電氣化程度不斷提升,尤其是48V電壓系統(tǒng)的量產(chǎn)化,,為了解決渦輪遲滯現(xiàn)象,,有些廠商推出了電動增壓技術(shù)。2016年,,奧迪SQ7 4.0TDI車型的柴油發(fā)動機(jī)上首次量產(chǎn)了48V電動增壓技術(shù),。
SQ7的“三增壓器”原理非常復(fù)雜,但你可以簡單理解為,,像混合動力汽車原理一樣,,電動增壓器與廢氣渦輪增壓器有著各自的高效時刻,,中低轉(zhuǎn)速下電動增壓器參與工作,高轉(zhuǎn)速下(電動增壓關(guān)閉)廢氣渦輪增壓器為主導(dǎo)作用,。
但是,!從奧迪SQ7發(fā)布至今4年時間過去了,這種復(fù)合型增壓技術(shù)并沒有太大范圍的推廣開,,一部分原因可能是高昂的開發(fā)成本,,另一種原因是它還有一個缺點(diǎn),耗電量高,!這臺48V電壓驅(qū)動的壓縮機(jī)最大功率為7kW,,SQ7后備廂里的0.47kWh的小電池組并不能長時間為其提供電能,所以一定程度上限制了它的工作范圍,。
然而還有另外一個可能因素,!車企認(rèn)為這僅僅是一種“過渡方案”,真正的電動渦輪增壓技術(shù)即將出現(xiàn),。
● AMG真正的電動渦輪增壓技術(shù)
終于,,2020年的梅賽德斯-AMG宣布了:下一代AMG車型將會搭載電動渦輪增壓技術(shù),目前項目已處于開發(fā)的最后階段,。而這才能真正稱之為電動渦輪,因為它將電動機(jī)直接集成在了傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓結(jié)構(gòu)上,,電動機(jī)直接驅(qū)動了渦輪(而非串聯(lián)在進(jìn)氣管路中的壓縮機(jī)),。
并不是之前車企們沒有想到將電動機(jī)直接集成在廢氣渦輪增壓器上,而更多的是因為電機(jī)技術(shù)不允許,。由于渦輪增壓器在工作時溫度極高,,往往達(dá)到600攝氏度(甚至1000攝氏度)以上,高溫下電機(jī)材料很難經(jīng)受考驗,。另外,,渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速很高,每分鐘以幾萬到十幾萬轉(zhuǎn)工作,,所以加入的電動機(jī)也需要超高的轉(zhuǎn)速才能與之匹配,。
幫助AMG實現(xiàn)渦輪增壓器電氣化的是大牌供應(yīng)商蓋瑞特(Garrett),此前有消息曝光,,蓋瑞特正在與奧迪合作在一輛Q7車型上試驗這項電動渦輪增壓技術(shù),。因此,未來梅賽德斯-AMG和奧迪誰將率先量產(chǎn),,大家可以猜測一下了,。
這項技術(shù)到底牛在哪?
這項電動渦輪增壓技術(shù)來自于F1一級方程式賽車,,它解決了小渦輪響應(yīng)快,、峰值壓力低和大渦輪響應(yīng)慢,、峰值壓力高之間的矛盾問題,很好地避免了小渦輪與大渦輪各自弊端,,讓車輛能夠在全工況下都有足夠大的進(jìn)氣壓力,,低轉(zhuǎn)速下也能迅速地爆發(fā)出強(qiáng)大的扭矩。
這項有賽場轉(zhuǎn)向民用的技術(shù),,并不單單是為了解決渦輪遲滯,,在電動渦輪增壓與廢氣渦輪增壓的結(jié)合下,發(fā)動機(jī)也將實現(xiàn)更高的燃油經(jīng)濟(jì)性,,以及節(jié)能減排效果,。此前,蓋瑞特也宣布過依靠此技術(shù)能夠幫助歐洲車企實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的歐7排放標(biāo)準(zhǔn),。
● 寫在最后
某種意義來講,,前面提到的SQ7上的電動增壓器是與廢氣渦輪增壓器串聯(lián)工作,而下一代AMG發(fā)動機(jī)引入的電動機(jī)是與廢氣渦輪并聯(lián)工作,,電動機(jī)與高溫的增壓器布置在一起,,即便使用了水冷散熱,但仍將面臨著諸多挑戰(zhàn),。
新技術(shù)的量產(chǎn)推廣往往都意味著高昂的開發(fā)成本和諸多的可靠性挑戰(zhàn),,不過近些年梅賽德斯在F1戰(zhàn)場的六連冠實力,讓我們也對這項由F1賽場轉(zhuǎn)而民用的“黑科技”充滿了期待和信心,。剩下的疑問可能僅僅是,,奧迪和AMG哪個品牌率先量產(chǎn)了?(汽車之家 夏志猛 圖片來自于官網(wǎng))
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