霍尼韋爾新技術 解決渦輪增壓兩大“痼疾”

汽車原本只是提供人類交通便利的工具，但隨著人們對于汽車動力的不斷追求以及節(jié)能環(huán)保理念的持續(xù)推廣，各類提升汽車動力及效率的技術應運而生，而渦輪增壓技術則是其中之一。

什么叫渦輪增壓？

渦輪增壓工作原理圖

渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加發(fā)動機的進氣量，一般來說，渦輪增壓都是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發(fā)動機轉速增快，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)動機的轉速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。

傳統(tǒng)渦輪增壓的技術短板和最新的解決方案

首先，“遲滯”現(xiàn)象就是其中之一，由于發(fā)動機低速時并沒有過多的排氣量，因此沒有足夠的壓力來驅動渦輪轉動；轉速升高后渦輪轉速隨之上升，發(fā)動機動力會突然提升，給人造成“慢半拍”的感覺。

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

霍尼韋爾是如何解決的？

60年前，霍尼韋爾公司開始為商用車開發(fā)渦輪增壓技術，催生出了第一臺渦輪增壓柴油車。此后半個多世紀，霍尼韋爾在渦輪增壓技術領域持續(xù)深耕細作，積累了豐富的技術和應用經(jīng)驗，尤其是來自霍尼韋爾航空航天集團的空氣動力前沿研究，一直在推動其渦輪增壓技術的推陳出新。近年來，隨著渦輪增壓在汽油發(fā)動機上的日益普及，霍尼韋爾在汽油發(fā)動機渦輪增壓技術上也實現(xiàn)了卓越的技術突破。

一、柴油發(fā)動機渦輪增壓

1、霍尼韋爾柴油機VNT技術:根據(jù)轉速調節(jié)進氣量，解決“遲滯”現(xiàn)象

霍尼韋爾VNT增壓技術的出現(xiàn)是柴油乘用車領域內的一大技術突破，它極大地改善了柴油乘用車輛的駕駛樂趣，促使柴油乘用車輛在歐洲的普及。

霍尼韋爾的VNT增壓技術主要依靠一組可以轉動的渦輪噴嘴葉片來調整進入渦輪的發(fā)動機排出的廢氣流速，使渦輪在不同的發(fā)動機轉速和負荷工況下可以發(fā)揮最佳的作用。在發(fā)動機低速運轉時，渦輪噴嘴葉片逐漸閉合，這樣可以提高進入渦輪區(qū)的排氣壓力，從而提高增壓壓力輸出。在發(fā)動機高速運轉時，渦輪噴嘴葉片逐漸打開，這樣可以減小進入渦輪區(qū)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又能保證提供發(fā)動機所需要的增壓壓力。

VNT技術在發(fā)動機性能上的體現(xiàn)（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)動機相比，在額定功率相同的情況下，VNT增壓發(fā)動機可以改善燃油經(jīng)濟性最高達5％，并提升低速扭矩最高達30%以上。

3、VNT用于哪些車型？

它最初起源于1991年，霍尼韋爾VNT增壓技術首次應用在配有1.9升柴油直噴發(fā)動機的菲亞特Croma車輛上；1995年第二代VNT技術用于奧迪1.9升柴油直噴發(fā)動機；2004年，霍尼韋爾的第三代VNT增壓技術首次應用于寶馬一系的車輛上；2010年霍尼韋爾VNT增壓技術幫助大眾Polo BuleMotion 1.2升發(fā)動機實現(xiàn)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?；裟犴f爾預計在未來5年間，VNT增壓技術在新柴油車的覆蓋率將從目前不到5％提高到20％以上。

二、汽油發(fā)動機渦輪增壓

1、霍尼韋爾旁通式汽油渦輪增壓器：應用先進材料提升耐高溫能力

汽油發(fā)動機在高轉速下最高排氣溫度可達1050℃。霍尼韋爾通過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(wěn)定。

在空氣動力學方面，霍尼韋爾開發(fā)的新一代徑流和混流渦輪兼?zhèn)涞土髁亢透吡髁康墓δ?。在壓氣機輪方面，新設計的葉輪和流道有助于滿足低功率和高功率發(fā)動機的不同需求。對于中型和大型發(fā)動機來說，渦端雙流道已經(jīng)成為一個標準設計。

2、旁通式汽油渦輪增壓器亮點何在？

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)動機，與同功率的自然吸氣發(fā)動機相比，提高燃油經(jīng)濟性最高達20%，與前幾代技術相比，霍尼韋爾最新汽油渦輪增壓器體積減少25%，重量減輕30%，性能卻有增無減。

3、汽油渦輪增壓技術突破——DualBoost技術縮短響應時間 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，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，進一步縮短到達需求扭矩的時間，具備更出色的快速響應能力和穩(wěn)態(tài)性能。

4、霍尼韋爾汽油渦輪增壓技術用于哪些車型？

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發(fā)了甲殼蟲2.0L渦輪增壓發(fā)動機。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)動機項目陸續(xù)進入量產(chǎn)階段，包括觀致、上汽榮威、華晨等等。

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

5、汽油渦輪增壓普及情況如何？

隨著全球各地二氧化碳排放標準日趨嚴格，再加上購車一族希望發(fā)動機在性能不減的情況下有更好的燃油效率，汽油渦輪增壓車的增長十分迅猛。目前，在全球所銷售的輕型車輛中有9%采用了渦輪增壓汽油發(fā)動機，在未來五年內，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(jiān)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，再進入氣缸燃燒，這是汽油機本身的技術特點。當時的渦輪增壓器只是解決氣的問題，油和氣的配合在汽油機上的應用是受到限制的?，F(xiàn)在汽油機的技術，包括汽油直噴技術被采用以后，渦輪增壓在汽油機上出現(xiàn)了控制油氣配合的可能性。作為既能提升車輛動力，又能實現(xiàn)發(fā)動機小型化及車輛減排的技術之一，汽油機渦輪增壓系統(tǒng)或將在中國市場迎來高速發(fā)展期。