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能买到的F1体验!揭秘AMG电动涡轮技术

来源:废气处理设备    发布时间:2024-04-30 23:17:34

  下一代AMG车型的买家有福了!因为官方宣布,下一代新车将引入来自一级方程式赛车的技术——电动涡轮增压系统。都是带“T”的车,但未来的AMG绝对会给你不一样的体验。为什么这么说?看完文章就知道了!

  涡轮增压发动机已经为大众所熟知。与自然吸气发动机相比,它有许多优点。同排量车型功率大扭矩大,但涡轮增压发动机一直有一个难以解决的问题:涡轮迟滞。如今的涡轮增压机会采用小惯性涡轮来最好能够降低迟滞,但本质上还是不能完全解决这一个痛点。

  为什么会有涡轮迟滞?由于涡轮增压器完全由废气驱动,当发动机低速运转且排气压力较低时,涡轮增压器对进气空气体无显著的增压作用。只有发动机达到一定的高转速,增压器才能发挥出足够的增压效果,发动机才能产生“超频”性能。例如,在下图中,当发动机到达点A时,它输出最大扭矩。

  小惯量涡轮是近几年才出现的概念。它是指通过轻质材料和减小叶片直径来减小涡轮的转动惯量。简单理解就是“小涡轮”的选择,比较轻,排气口排出的废气可以在发动机低速时高速吹出,由此减少涡轮迟滞。

  小惯量涡轮确实能改善涡轮滞后,但有局限性,不能完全消除滞后现象。此外,小惯性涡轮适用于中低速,但当发动机转速较高时,由于小惯性涡轮直径较小,增压效果不明显,功率和扭矩难以达到较高水平。

  随着汽车电气化程度的逐步的提升,特别是48V电压系统的量产,未解决涡轮迟滞现象,一些厂商引入了电动助力技术。2021年,48V电动增压技术首次在奥迪SQ7 4.0TDI车型的柴油发动机上量产。

  SQ7的“三增压器”原理很复杂,但你可以简单理解为,和混合动力汽车的原理一样,电动增压器和排气涡轮增压器都有各自的高效率时刻,其中电动增压器在中低速时参与工作,排气涡轮增压器在高速时起主导作用。

  但是!奥迪SQ7发布已经4年了,这种复合增压技术还没有正真获得广泛推广。一部分原因可能是开发成本高,另一个原因是它还有功耗高的缺点!这台48V电压驱动的压缩机上限功率为7kW,SQ7后备箱0.47kWh的小电池组长时间无法供电,其工作范围受到一定限制。

  然而,还有另一个可能的因素!车企认为这只是一个“过渡计划”,真正的电动涡轮增压技术即将出现。

  最后,梅赛德斯-AMG在2021年宣布下一代AMG车型将搭载电动涡轮增压技术,目前该项目处于最后开发阶段。这真的可以称之为电动涡轮,因为它直接将电动机集成到传统的废气涡轮增压结构中,由电动机直接驱动涡轮。

  并不是车企之前没想到将电机直接集成到排气涡轮增压器中,更多的是因为电机技术不允许。由于涡轮增压器工作时温度极高,往往达到600摄氏度以上,电机材料很难在高温下经受住考验。另外涡轮增压器的转速很高,每分钟工作在几万到几十万转,所以增加的电机也需要超高速来匹配。

  是加勒特这个大牌供应商帮助AMG给涡轮增压器通电的。此前,有消息透露,加勒特正在与奥迪合作,在Q7车型上测试这种电动涡轮增压技术。因此,我们大家可以猜测未来奔驰AMG和奥迪之间谁将率先量产。

  这种电动涡轮增压技术来自F1中的一级方程式赛车。它解决了小涡轮响应快而峰值压力低、大涡轮响应慢而峰值压力高的矛盾,很好地避免了小涡轮和大涡轮各自的缺点,使车辆在所有工况下都能有足够的进气压力,并能在低速时迅速爆发出强大的扭矩。

  这项已经转向民用的技术,不仅是未解决涡轮迟滞问题,而且是为了通过电动涡轮增压和排气涡轮增压的结合,达到更高的燃油经济性、节能减排效果。此前,加勒特还宣布,依靠这项技术能帮助欧洲车企实现发动机欧7排放标准。

  从某种意义上来说,前面提到的SQ7上的电动增压器与废气涡轮增压器串联工作,而下一代AMG发动机引入的电动机与废气涡轮并联工作,电动机和高温增压器设置在一起。即使采用水冷散热,仍然会面临很多挑战。

  新技术的大规模生产推广往往意味着高开发成本和许多可靠性挑战。但奔驰近几年在F1的六连冠,让我们对这项从F1变成民用的“黑科技”充满期待和信心。剩下的问题可能只是,奥迪和AMG哪个品牌率先量产?