● TERS熱能回收系統(tǒng)

　　內(nèi)燃機在工作中，超過40%的熱能會因為排氣而損失掉,，傳統(tǒng)渦輪增壓裝置實際上就是能量回收的方法之一,，它使用排氣的能量推動渦輪葉片，再作用在吸入發(fā)動機的空氣上,，實現(xiàn)了一部分能量的循環(huán)利用,。而TERS熱能回收系統(tǒng)的加入，能將發(fā)動機燃燒效率提高到一個全新的高度,。

　　TERS系統(tǒng)的精髓就在與渦輪上連接的一個電動馬達(dá),。和傳統(tǒng)的渦輪相比簡直就是天才設(shè)計。實際上,，這種混動渦輪結(jié)構(gòu)最早在二戰(zhàn)時期就出現(xiàn)了,，當(dāng)時使用在某些戰(zhàn)斗機和柴油卡車上。該技術(shù)最大的優(yōu)勢就是能量再次利用的可控性,，從而可以使用在最需要的時候,。

　　TERS系統(tǒng)可以通過渦輪的旋轉(zhuǎn)為系統(tǒng)充電，回收的能量也能在需要的時候送回到渦輪上保持渦輪高速旋轉(zhuǎn),。這樣可以大大減少遲滯效應(yīng),，提高動力單元的平順性和燃油經(jīng)濟性。根據(jù)新賽季規(guī)則,，F(xiàn)1載油量從之前的230升降低到140升,，燃油流速也有了更嚴(yán)格的限制。帶有ERS系統(tǒng)的渦輪發(fā)動機能夠?qū)①悎鲋械挠秃慕档偷街癡8的一半,，用更少的燃油保持和之前一樣的行駛里程,。

　　據(jù)說，梅賽德斯的F1發(fā)動機使用一種創(chuàng)新的渦輪設(shè)計：將渦輪的進氣側(cè)與排氣側(cè)分開放置在發(fā)動機前后兩端，前面放進氣側(cè),，后面放排氣側(cè),，中間用長長的傳動軸穿過兩組氣缸中間的空隙連接。這樣的設(shè)計有利有弊,。好處是進氣側(cè)有了更低的工作溫度,，進氣效率更高，渦輪和中冷器也可以做得更小巧,；弊端是這么長的傳動軸必然變重,，其慣性力矩和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)也隨之加劇。很可惜目前由于技術(shù)保密問題我們只能看到示意圖,，可能在幾年之后發(fā)動機解密了,，才能見到梅賽德斯發(fā)動機的真身。

● 混合ERS系統(tǒng)及其演變

　　近幾年F1對內(nèi)燃機技術(shù)的真正革新,，在于使用了多重混合動力系統(tǒng),，集合了的TERS系統(tǒng)和使用新一代控制器的KERS系統(tǒng)。由TERS回收的電能可以用于給電池組充電,，也可以直接轉(zhuǎn)移到KERS上,，實時變成驅(qū)動后輪的能量。根據(jù)賽事規(guī)則,，用于直接驅(qū)動車輪的電能,，每圈比賽可以使用最多33秒。屆時,，KERS系統(tǒng)可以將發(fā)動機功率能提高至少160馬力,。同時電能還可以用于驅(qū)動渦輪增壓器上的電動機，保持渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速,，解決頻繁變速時的渦輪遲滯問題,，讓渦輪增壓發(fā)動機也擁有自然吸氣發(fā)動機一樣的高速響應(yīng)。

　　還有另外一種ERS系統(tǒng)是類似于勒芒賽車的電混四驅(qū)系統(tǒng),。除了現(xiàn)有的KERS動能回收系統(tǒng)外,，還會有另外一組電動馬達(dá)驅(qū)動另外兩組車輪。在大部分勒芒賽車上,，通用的結(jié)構(gòu)是中置發(fā)動機通過變速箱驅(qū)動后輪,，并通過與發(fā)動機連接的電動馬達(dá)進行功率輔助和能量回收，同時還有另外一組電動機直接驅(qū)動前輪,，除了輔助動能回收,、減少浪費在制動系統(tǒng)上的能量以外，前輪上的電動機還能起到相當(dāng)比例的驅(qū)動作用,，實現(xiàn)電混四驅(qū),，大大提升了車輛的彎道性能,，賽車從中置后驅(qū)搖身一變成了中置四驅(qū)。

　　一些勒芒賽車并不實用高壓鋰電池組作為儲能設(shè)備,，而是實用超級電容或儲能飛輪結(jié)構(gòu),，在輕量化和可靠性上應(yīng)該說是更勝一籌。

　　這種儲能飛輪結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸在應(yīng)用于量產(chǎn)車市場,，不過我感覺沒人能接受自己車?yán)镉幸粋€動輒十萬轉(zhuǎn)/分運轉(zhuǎn)的一個高速物體,，雖然未必真會損壞什么，但總讓人感覺不太好……以上是純個人感覺哈,。說到量產(chǎn)車,，我們就聊聊ERS系統(tǒng)在量產(chǎn)車上的應(yīng)用吧。

● ERS系統(tǒng)的民用價值

　　如果說環(huán)保車型的首選,，普銳斯可能是比較典型的例子,。混合動力在民用車上的應(yīng)用,，在大多數(shù)人的認(rèn)知中就是用慢吞吞的動力換來更好的經(jīng)濟性�,，F(xiàn)在有了來自賽場的ERS系統(tǒng)的民用化方案，高性能車型也能在環(huán)保和性能提升上雙方面受益,。

　　這樣的產(chǎn)品實際上已經(jīng)有了,，例如最新的邁凱倫P1、保時捷918,，還有即將和大家見面的新一代謳歌NSX等都使用了ERS系統(tǒng)中類似KERS動能回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。使用和賽車類似的電動馬達(dá),、電池組和控制單元組成的結(jié)構(gòu),，使得在內(nèi)燃機動力的基礎(chǔ)上再獲得新的提高。

　　街道車輛沒有F1賽場的復(fù)雜規(guī)則限制,，他們可以更自由的設(shè)計KERS系統(tǒng),。比如918 Spyder使用了兩臺獨立電動機。一臺154馬力的馬達(dá)位于后輪附近,，與發(fā)動機聯(lián)動,；另一臺125馬力的電動機直接驅(qū)動前輪，并可以用離合器控制斷開,。這樣,，918 Spyder就成了一輛混合四輪驅(qū)動的跑車。

　　對于保時捷918或邁凱倫P1來說,，你甚至可以用全電動模式來駕駛,。在踩下制動踏板時，電動馬達(dá)可以將車輛前進動能重新儲存到儲能單元——大多是鋰電池組中,。不過這些超級跑車不是用來玩純電模式的,，它們源自于賽車科技的ERS系統(tǒng)總是在處心積慮如何在環(huán)保的前提下讓車跑得更快,。在這一點上，法拉利的LaFerrari（這名字無語了）做得更純粹一些,，它沒有純電動模式,，像是純賽車一樣它的KERS系統(tǒng)只有兩個模式：儲能和釋放動能，能將額外的161馬力釋放到加速當(dāng)中,，而且還彌補了V12發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速區(qū)間的扭矩,，使得發(fā)動機調(diào)校人員可以專注推進9000rpm附近的高轉(zhuǎn)速工況。

　　在保時捷918和寶馬i8上,，工程師們使用了更接近勒芒賽車的結(jié)構(gòu)：電混四驅(qū)系統(tǒng),。它們都是用一臺中置發(fā)動機驅(qū)動后輪，然后再有獨立的電動馬達(dá)驅(qū)動前輪實現(xiàn)四輪驅(qū)動,，而驅(qū)動能量的來源除了插座充電以外,，都來自制動時的能量回收。以寶馬i8為例,，如果沒有電混結(jié)構(gòu),，誰也不會把一臺區(qū)區(qū)213馬力的1.5T發(fā)動機和跑車聯(lián)系在一起，但是在額外130馬力混動系統(tǒng)的幫襯下,，i8只用4.67秒就能完成0-100km/h加速,，而實測綜合油耗僅有5.7L/100km。

　　也許你會想到,，電池組一般都會很重,，那么一套ERS系統(tǒng)在性能車上是否會增加很多累贅呢？雖然這個問題還沒得到完美解決方案,，但我可以給你一些希望：一套輸出80馬力的F1 KERS系統(tǒng)的總共重量只有34kg,。

　　如果只是專注于高端的話，ERS系統(tǒng)的應(yīng)用還是稍微有些曲高和寡,。那么有沒有應(yīng)用在稍微平易近人一些的性能車上的例子呢,？我可以告訴你很快就有了。早在2012年,，普銳斯的發(fā)明者豐田汽車就研發(fā)出了用于GT86的混動平臺,，在渦輪發(fā)動機和民用化KERS系統(tǒng)的輔助下實現(xiàn)超過300馬力的最大功率輸出，據(jù)稱碳排放僅有200g/km左右,。

　　有朋友可能會提醒我忽略了什么,，必須提及的就是有一些中國品牌已經(jīng)推出了同時標(biāo)榜性能的燃油經(jīng)濟性的混合動力車型，而其結(jié)構(gòu)和賽車用的KERS動能回收系統(tǒng)如出一轍,。如果提到“百公里加速4.9秒,、油耗僅2升/百公里”的標(biāo)稱性能，估計大家已經(jīng)能猜出我說的是哪個品牌了,，不提到名字也是為了避免引起太多人圍觀,。雖然它還沒有做到完美,，但作為一個努力奮進的中國品牌，我們還是要為它叫一聲好,，說不定哪天扛起國內(nèi)混動性能車大旗的一員中就會有它,。

　　驅(qū)動渦輪TERS熱能回收目前還沒有應(yīng)用于量產(chǎn)車，應(yīng)該是暫時的成本制約吧,，畢竟十幾萬轉(zhuǎn)/分的渦輪增壓器是目前主流電動機的轉(zhuǎn)速噩夢,。雖然沒有具體的賽用TERS系統(tǒng)的造價信息，但相信在目前的技術(shù)背景下還是個天文數(shù)字,。隨著時間推移,，技術(shù)不斷進步，當(dāng)TERS系統(tǒng)能夠裝備到量產(chǎn)車上的時候,，相信會是渦輪增壓系統(tǒng)的二次革命,。然后，完備的ERS整合方案將大大延長傳統(tǒng)內(nèi)燃機作為主流動力單元的時間,，讓僅存的石油能源更有效的利用,。在特斯拉那種純電動車普及之前，我們可以有更長的時間享受內(nèi)燃機的美妙歌唱,。

● 寫在最后

　　有人說大可不必討論內(nèi)燃機的話題了,，反正它也要被電動車取代，可是你讓酷愛汽車運動的車迷朋友們怎么活,？發(fā)動機迷人的聲浪永遠(yuǎn)是汽車魅力不可或缺的部分,，我們對經(jīng)典V8的低聲咆哮津津樂道，為V10的狂野嘶鳴而興奮不已,，轉(zhuǎn)子發(fā)動機鬼魅般的嗓音未必是所有人的菜,，但哪怕是一臺調(diào)校良好的直列四缸發(fā)動機都能帶給人些許的聽覺享受。如果電動時代來臨,，這一切即將遠(yuǎn)去，如果電動時代來臨,，這些彌漫在賽場上,、旅途中甚至街角處的樂趣將只能留在以后的老電影里成為談資……如果你跟我一樣想讓內(nèi)燃機的歌聲唱得更久一些，不妨持續(xù)關(guān)注汽車廠商在環(huán)保方面孜孜不倦的研發(fā),，是他們的付出才讓內(nèi)燃機在運動車領(lǐng)域有了更長遠(yuǎn)的前景,，而這一切都來自于賽場，是看似毫無意義的賽車運動造就了前沿技術(shù)的第一個測試平臺……好了,，要不這次就討論到這里,，如果你對源自于賽場的ERS系統(tǒng)民用方案有什么獨到的見解，歡迎在留言區(qū)中和我一起討論,，尤其是性能迷們,，留下你的墨寶再走,。（文/汽車之家 許云鶴）

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