今年10月,全球新能源車?yán)塾?jì)銷量突破了700萬大關(guān)。從銷量占比上看,純電動(dòng)車和插電混動(dòng)車是絕對(duì)的主力,累計(jì)總量分別達(dá)到468萬輛以及234萬輛,占比達(dá)到66.6%和33.2%,
但從中國(guó)市場(chǎng)——全球最大的新能源市場(chǎng)——的情況來看,形勢(shì)似乎不太樂觀。自今年7月份開始,新能源車就開始了連續(xù)5個(gè)月的下滑。到了今年11月,國(guó)內(nèi)純電動(dòng)車銷量同比下跌28%,插電混動(dòng)車更是下跌了64.6%。
相比之下,那些能擺脫充電樁依賴,同時(shí)又能提供更好駕駛品質(zhì)和燃油經(jīng)濟(jì)性的油電混動(dòng)車型,受到越來越多消費(fèi)者的認(rèn)可。今年1-11月,油電混動(dòng)車?yán)塾?jì)銷量超過26萬輛,月均增速達(dá)到了35%!發(fā)展勢(shì)頭已遠(yuǎn)超傳統(tǒng)新能源車。
而除了我們熟悉的HEV(如豐田、本田混動(dòng)車型)、MHEV(48V輕混系統(tǒng))之外,其實(shí)還有更多的混動(dòng)解決方案。
就如著名渦輪增壓器廠商蓋瑞特(Garrett)最近發(fā)布的電動(dòng)渦輪增壓技術(shù)。這是渦輪增壓與電動(dòng)化技術(shù)的一次創(chuàng)新整合,進(jìn)一步深挖了內(nèi)燃機(jī)的潛能。
提起“電動(dòng)渦輪”,你或許會(huì)想起某寶幾百塊錢一個(gè)的“電子渦輪增壓器”,但蓋瑞特的這項(xiàng)新技術(shù)與那些“土制”產(chǎn)品有著根本的差別。
為了更清楚地介紹這項(xiàng)技術(shù),有必要再次重溫渦輪增壓的技術(shù)原理。
常見的渦輪增壓系統(tǒng),主要由渦輪機(jī)和壓縮機(jī)組成。來自氣缸的排出的廢氣會(huì)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn),與渦輪同軸的葉輪會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng),從而將新鮮空氣壓縮進(jìn)氣缸內(nèi),讓氣缸進(jìn)氣量增加,動(dòng)力就隨之提升。
與自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比,渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)能用更小的排量實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的動(dòng)力,這固然是好事,但也存在一定的弊端,渦輪遲滯就是最明顯的一點(diǎn)。
由于渦輪機(jī)需要靠廢氣推動(dòng),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低,排氣量不高時(shí),由廢氣推動(dòng)的渦輪轉(zhuǎn)速不足以提供有效的增壓力,與此同時(shí),渦輪葉片也會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣形成一定的阻力,在渦輪達(dá)到有效工作壓力之前,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力響應(yīng)會(huì)比同排量自吸發(fā)動(dòng)機(jī)遲緩。
在實(shí)際駕駛過程中,渦輪遲滯會(huì)對(duì)行駛舒適性造成較大影響,尤其對(duì)于一些排量不大,但車重較大的SUV車型,往往會(huì)出現(xiàn)“輕踩油門車不走,深踩油門一腳竄”的情況。
要解決渦輪遲滯的問題,普遍的解決方案有兩種。一是增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量,在低轉(zhuǎn)速時(shí)排除足夠多的廢氣;二是采用輕量化的小尺寸渦輪,以便渦輪葉片更容易被廢氣推動(dòng)。
第二種方法雖然符合發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的趨勢(shì),也被大多數(shù)廠家所采用,但同時(shí)也產(chǎn)生了另一個(gè)問題——渦輪效率高了,但增壓承受力下降,最大功率的發(fā)揮受限。
格瑞特的電動(dòng)渦輪技術(shù),就是為了徹底解決渦輪遲滯問題而生,當(dāng)然,它的強(qiáng)大之處不僅限于此。
所謂電動(dòng)渦輪,其實(shí)基本工作原理和普通渦輪增壓器類似,同樣是擁有渦輪機(jī)和壓縮機(jī),只是在兩者之間加入了一臺(tái)小型高轉(zhuǎn)速電機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低不足以推動(dòng)渦輪時(shí),其電機(jī)就會(huì)介入工作驅(qū)動(dòng)渦輪,并且可以在怠速狀態(tài)下就讓渦輪建立正壓。
電動(dòng)渦輪增壓技術(shù)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。
而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量足以推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)就會(huì)退出工作,讓廢氣渦輪發(fā)揮其應(yīng)有的工作效果,同時(shí)避免了電機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)效率下降的問題。
蓋瑞特的電動(dòng)渦輪技術(shù)主要應(yīng)用于48V輕混車型上。大家都知道,目前主流的48V輕混技術(shù)都是將電動(dòng)機(jī)放置于發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶位置,理論上能起到輔助驅(qū)動(dòng)、動(dòng)能回收、優(yōu)化行駛品質(zhì)等作用,但由于電機(jī)功率過小,對(duì)油耗和動(dòng)力的實(shí)際優(yōu)化并不明顯。
如果將功率相近的電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)渦輪葉片上,則顯得綽綽有余,甚至能起到四兩撥千斤的效果。
蓋瑞特官方的測(cè)試給出了有力的證據(jù)。他們?cè)谝慌_(tái)搭載1.6L柴油渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的本田思域上換裝了自家的電動(dòng)渦輪增壓器,可將最大扭矩轉(zhuǎn)速?gòu)脑瓉淼慕咏?000rpm降至1400rpm以下,達(dá)扭時(shí)間縮短了30%。
除此之外,由于有了電機(jī)的介入,渦輪機(jī)可以選用尺寸更大、強(qiáng)度更高的渦輪葉片,有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。一臺(tái)搭載蓋瑞特電動(dòng)渦輪的阿爾法··羅密歐的4C跑車,能實(shí)現(xiàn)200Kw/L的最大升功率,以該車1.7L的排量折算,最大功率可到340kW!相比之下,阿爾法·羅密歐4C原廠功率也只有174kW,那是接近2倍的差距!
在節(jié)能減排方面,電動(dòng)渦輪增壓器可以在收油時(shí)利用廢氣能量實(shí)現(xiàn)動(dòng)能回收,從而更好地與電動(dòng)化車型整合。在歐洲WLTC循環(huán)排放測(cè)試中,搭載電動(dòng)渦輪增壓的車型也可以實(shí)現(xiàn)17%的尾氣排放。
也許你會(huì)有這樣的疑惑,電動(dòng)化已成為汽車發(fā)展的大方向,即便純電動(dòng)車短期內(nèi)難以成為車市主力,但至少也應(yīng)該力推電動(dòng)化程度更高的插電混動(dòng)或油電混動(dòng)車型,而像電動(dòng)渦輪這樣電機(jī)參與程度較低的電動(dòng)化技術(shù),還會(huì)有發(fā)展機(jī)會(huì)嗎?
事實(shí)上,插電混動(dòng)和油電混動(dòng)車技術(shù)是一項(xiàng)門檻較高的電動(dòng)化技術(shù),并不是每個(gè)廠家都能做好。
油電混動(dòng)不用多說了,已被豐田本田兩家壟斷,而即便是最多廠家涉足的插電混動(dòng),真正能做到高效、便捷并且?guī)肀热加蛙嚫皿w驗(yàn)的車型還是寥寥無幾。不少插混車型在電量充足時(shí)確實(shí)能做到低油耗,但在匱電時(shí)油耗卻別同排量的燃油車還高,而且駕駛平順性還大打折扣。
電動(dòng)化雖然是趨勢(shì),但能真正做好電動(dòng)化的車企占比依然不多。既然如此,何不從最基礎(chǔ)、最淺層的電動(dòng)化入手,充分發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)的實(shí)力?
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)已成為最主流的動(dòng)力形式,據(jù)統(tǒng)計(jì),在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車范疇內(nèi),渦輪增壓技術(shù)的滲透率已達(dá)到55.7%(據(jù)蓋世汽車研究院數(shù)據(jù))。從渦輪增壓技術(shù)入手進(jìn)行電動(dòng)化,無疑是普及電動(dòng)化技術(shù)的有效途徑。
盡管電動(dòng)渦輪技術(shù)的電動(dòng)化程度不高,對(duì)油耗的優(yōu)化有限,但勝在結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,無需復(fù)雜的機(jī)電耦合結(jié)構(gòu),對(duì)于混動(dòng)技術(shù)儲(chǔ)備薄弱的車企而言無疑是一個(gè)好選擇。更重要的是,在動(dòng)力性能方面,電動(dòng)渦輪技術(shù)會(huì)比目前逐漸普及的48V輕混技術(shù)更為顯著,這給消費(fèi)者帶來的體驗(yàn)感是最為直觀的。
實(shí)際上,除了格瑞特之外,像博格華納、BMTS(博馬科技)等零部件供應(yīng)商都正在電動(dòng)渦輪技術(shù)上發(fā)力,這項(xiàng)技術(shù)能否大量普及依然是未知數(shù),但可以肯定的是,在電動(dòng)化大潮之下,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)依然大有可為。
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