● TERS熱能回收系統(tǒng)

　　內(nèi)燃機(jī)在工作中,，超過40%的熱能會(huì)因?yàn)榕艢舛鴵p失掉，傳統(tǒng)渦輪增壓裝置實(shí)際上就是能量回收的方法之一,，它使用排氣的能量推動(dòng)渦輪葉片,，再作用在吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣上，實(shí)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(dòng)機(jī)燃燒效率提高到一個(gè)全新的高度。

　　TERS系統(tǒng)的精髓就在與渦輪上連接的一個(gè)電動(dòng)馬達(dá),。和傳統(tǒng)的渦輪相比簡(jiǎn)直就是天才設(shè)計(jì),。實(shí)際上，這種混動(dòng)渦輪結(jié)構(gòu)最早在二戰(zhàn)時(shí)期就出現(xiàn)了,，當(dāng)時(shí)使用在某些戰(zhàn)斗機(jī)和柴油卡車上,。該技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是能量再次利用的可控性，從而可以使用在最需要的時(shí)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(shí)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(dòng)力單元的平順性和燃油經(jīng)濟(jì)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(dòng)機(jī)能夠?qū)①悎?chǎng)中的油耗降低到之前V8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(dòng)機(jī)使用一種創(chuàng)新的渦輪設(shè)計(jì)：將渦輪的進(jìn)氣側(cè)與排氣側(cè)分開放置在發(fā)動(dòng)機(jī)前后兩端,，前面放進(jìn)氣側(cè)，后面放排氣側(cè),，中間用長(zhǎng)長(zhǎng)的傳動(dòng)軸穿過兩組氣缸中間的空隙連接,。這樣的設(shè)計(jì)有利有弊。好處是進(jìn)氣側(cè)有了更低的工作溫度,，進(jìn)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(zhǎng)的傳動(dòng)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(dòng)機(jī)解密了,，才能見到梅賽德斯發(fā)動(dòng)機(jī)的真身,。

● 混合ERS系統(tǒng)及其演變

　　近幾年F1對(duì)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的真正革新，在于使用了多重混合動(dòng)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(shí)時(shí)變成驅(qū)動(dòng)后輪的能量,。根據(jù)賽事規(guī)則，用于直接驅(qū)動(dòng)車輪的電能,，每圈比賽可以使用最多33秒,。屆時(shí)，KERS系統(tǒng)可以將發(fā)動(dòng)機(jī)功率能提高至少160馬力,。同時(shí)電能還可以用于驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器上的電動(dòng)機(jī),，保持渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速，解決頻繁變速時(shí)的渦輪遲滯問題,，讓渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)也擁有自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)能回收系統(tǒng)外,，還會(huì)有另外一組電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)通過變速箱驅(qū)動(dòng)后輪,，并通過與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行功率輔助和能量回收,，同時(shí)還有另外一組電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)前輪,，除了輔助動(dòng)能回收、減少浪費(fèi)在制動(dòng)系統(tǒng)上的能量以外,，前輪上的電動(dòng)機(jī)還能起到相當(dāng)比例的驅(qū)動(dòng)作用,，實(shí)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(shí)用高壓鋰電池組作為儲(chǔ)能設(shè)備，而是實(shí)用超級(jí)電容或儲(chǔ)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(chǔ)能飛輪結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸在應(yīng)用于量產(chǎn)車市場(chǎng),，不過我感覺沒人能接受自己車?yán)镉幸粋�(gè)動(dòng)輒十萬(wàn)轉(zhuǎn)/分運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)高速物體,，雖然未必真會(huì)損壞什么，但總讓人感覺不太好……以上是純個(gè)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(jià)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(dòng)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(dòng)力換來更好的經(jīng)濟(jì)性�,，F(xiàn)在有了來自賽場(chǎng)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(shí)際上已經(jīng)有了,，例如最新的邁凱倫P1、保時(shí)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(dòng)能回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),。使用和賽車類似的電動(dòng)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(jī)動(dòng)力的基礎(chǔ)上再獲得新的提高,。

　　街道車輛沒有F1賽場(chǎng)的復(fù)雜規(guī)則限制，他們可以更自由的設(shè)計(jì)KERS系統(tǒng),。比如918 Spyder使用了兩臺(tái)獨(dú)立電動(dòng)機(jī),。一臺(tái)154馬力的馬達(dá)位于后輪附近，與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng),；另一臺(tái)125馬力的電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)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(dòng)的跑車,。

　　對(duì)于保時(shí)捷918或邁凱倫P1來說,，你甚至可以用全電動(dòng)模式來駕駛。在踩下制動(dòng)踏板時(shí),，電動(dòng)馬達(dá)可以將車輛前進(jìn)動(dòng)能重新儲(chǔ)存到儲(chǔ)能單元——大多是鋰電池組中,。不過這些超級(jí)跑車不是用來玩純電模式的，它們?cè)醋杂谫愜嚳萍嫉腅RS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(diǎn)上,，法拉利的LaFerrari（這名字無(wú)語(yǔ)了）做得更純粹一些，它沒有純電動(dòng)模式,，像是純賽車一樣它的KERS系統(tǒng)只有兩個(gè)模式：儲(chǔ)能和釋放動(dòng)能,，能將額外的161馬力釋放到加速當(dāng)中，而且還彌補(bǔ)了V12發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速區(qū)間的扭矩,，使得發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校人員可以專注推進(jìn)9000rpm附近的高轉(zhuǎn)速工況,。

　　在保時(shí)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(tái)中置發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪,，然后再有獨(dú)立的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)前輪實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)，而驅(qū)動(dòng)能量的來源除了插座充電以外,，都來自制動(dòng)時(shí)的能量回收,。以寶馬i8為例，如果沒有電混結(jié)構(gòu),，誰(shuí)也不會(huì)把一臺(tái)區(qū)區(qū)213馬力的1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)和跑車聯(lián)系在一起,，但是在額外130馬力混動(dòng)系統(tǒng)的幫襯下，i8只用4.67秒就能完成0-100km/h加速,，而實(shí)測(cè)綜合油耗僅有5.7L/100km,。

　　也許你會(huì)想到，電池組一般都會(huì)很重,，那么一套ERS系統(tǒng)在性能車上是否會(huì)增加很多累贅呢,？雖然這個(gè)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(dòng)平臺(tái),，在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和民用化KERS系統(tǒng)的輔助下實(shí)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(huì)提醒我忽略了什么,，必須提及的就是有一些中國(guó)品牌已經(jīng)推出了同時(shí)標(biāo)榜性能的燃油經(jīng)濟(jì)性的混合動(dòng)力車型,，而其結(jié)構(gòu)和賽車用的KERS動(dòng)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(jì)大家已經(jīng)能猜出我說的是哪個(gè)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(gè)努力奮進(jìn)的中國(guó)品牌,，我們還是要為它叫一聲好，說不定哪天扛起國(guó)內(nèi)混動(dòng)性能車大旗的一員中就會(huì)有它,。

　　驅(qū)動(dòng)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(shí)的成本制約吧，畢竟十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)/分的渦輪增壓器是目前主流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速噩夢(mèng),。雖然沒有具體的賽用TERS系統(tǒng)的造價(jià)信息,，但相信在目前的技術(shù)背景下還是個(gè)天文數(shù)字。隨著時(shí)間推移,，技術(shù)不斷進(jìn)步，當(dāng)TERS系統(tǒng)能夠裝備到量產(chǎn)車上的時(shí)候,，相信會(huì)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(zhǎng)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)作為主流動(dòng)力單元的時(shí)間,，讓僅存的石油能源更有效的利用,。在特斯拉那種純電動(dòng)車普及之前，我們可以有更長(zhǎng)的時(shí)間享受內(nèi)燃機(jī)的美妙歌唱,。

● 寫在最后

　　有人說大可不必討論內(nèi)燃機(jī)的話題了,，反正它也要被電動(dòng)車取代，可是你讓酷愛汽車運(yùn)動(dòng)的車迷朋友們?cè)趺椿�,？發(fā)動(dòng)機(jī)迷人的聲浪永遠(yuǎn)是汽車魅力不可或缺的部分,，我們對(duì)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(dòng)機(jī)鬼魅般的嗓音未必是所有人的菜,，但哪怕是一臺(tái)調(diào)校良好的直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)都能帶給人些許的聽覺享受。如果電動(dòng)時(shí)代來臨,，這一切即將遠(yuǎn)去,，如果電動(dòng)時(shí)代來臨，這些彌漫在賽場(chǎng)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(jī)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(jī)在運(yùn)動(dòng)車領(lǐng)域有了更長(zhǎng)遠(yuǎn)的前景,，而這一切都來自于賽場(chǎng),，是看似毫無(wú)意義的賽車運(yùn)動(dòng)造就了前沿技術(shù)的第一個(gè)測(cè)試平臺(tái)……好了,，要不這次就討論到這里，如果你對(duì)源自于賽場(chǎng)的ERS系統(tǒng)民用方案有什么獨(dú)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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