霍尼韋爾新技術(shù) 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(duì)于汽車動(dòng)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(dòng)力及效率的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，而渦輪增壓技術(shù)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(shí)就是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，一般來說，渦輪增壓都是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)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(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。

傳統(tǒng)渦輪增壓的技術(shù)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(dòng)機(jī)低速時(shí)并沒有過多的排氣量，因此沒有足夠的壓力來驅(qū)動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)速升高后渦輪轉(zhuǎn)速隨之上升，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力會(huì)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(dòng)機(jī)在工作時(shí)的壓力和溫度都大大升高，因此發(fā)動(dòng)機(jī)壽命會(huì)比同樣排量沒有經(jīng)過增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)要短，而且機(jī)械性能、潤(rùn)滑性能都會(huì)受到影響，這樣也在一定程度上限制了渦輪增壓技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)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(shù)，催生出了第一臺(tái)渦輪增壓柴油車。此后半個(gè)多世紀(jì)，霍尼韋爾在渦輪增壓技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)深耕細(xì)作，積累了豐富的技術(shù)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，尤其是來自霍尼韋爾航空航天集團(tuán)的空氣動(dòng)力前沿研究，一直在推動(dòng)其渦輪增壓技術(shù)的推陳出新。近年來，隨著渦輪增壓在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上的日益普及，霍尼韋爾在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓技術(shù)上也實(shí)現(xiàn)了卓越的技術(shù)突破。

一、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓

1、霍尼韋爾柴油機(jī)VNT技術(shù):根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，解決“遲滯”現(xiàn)象

霍尼韋爾VNT增壓技術(shù)的出現(xiàn)是柴油乘用車領(lǐng)域內(nèi)的一大技術(shù)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(shù)主要依靠一組可以轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪噴嘴葉片來調(diào)整進(jìn)入渦輪的發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣流速，使渦輪在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況下可以發(fā)揮最佳的作用。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，渦輪噴嘴葉片逐漸閉合，這樣可以提高進(jìn)入渦輪區(qū)的排氣壓力，從而提高增壓壓力輸出。在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，渦輪噴嘴葉片逐漸打開，這樣可以減小進(jìn)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(shí)又能保證提供發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的增壓壓力。

VNT技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)性能上的體現(xiàn)（以大眾高爾夫?yàn)槔?/P>

2、VNT優(yōu)勢(shì)是什么？

與廢氣旁通式增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比，在額定功率相同的情況下，VNT增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性最高達(dá)5％，并提升低速扭矩最高達(dá)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(shù)首次應(yīng)用在配有1.9升柴油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的菲亞特Croma車輛上；1995年第二代VNT技術(shù)用于奧迪1.9升柴油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)；2004年，霍尼韋爾的第三代VNT增壓技術(shù)首次應(yīng)用于寶馬一系的車輛上；2010年霍尼韋爾VNT增壓技術(shù)幫助大眾Polo BuleMotion 1.2升發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)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(guó)政府施政重點(diǎn)。霍尼韋爾預(yù)計(jì)在未來5年間，VNT增壓技術(shù)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(dòng)機(jī)渦輪增壓

1、霍尼韋爾旁通式汽油渦輪增壓器：應(yīng)用先進(jìn)材料提升耐高溫能力

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速下最高排氣溫度可達(dá)1050℃?；裟犴f爾通過使用特殊合金和復(fù)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(dòng)力學(xué)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(jī)輪方面，新設(shè)計(jì)的葉輪和流道有助于滿足低功率和高功率發(fā)動(dòng)機(jī)的不同需求。對(duì)于中型和大型發(fā)動(dòng)機(jī)來說，渦端雙流道已經(jīng)成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

2、旁通式汽油渦輪增壓器亮點(diǎn)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(dòng)機(jī)，與同功率的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比，提高燃油經(jīng)濟(jì)性最高達(dá)20%，與前幾代技術(shù)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(shù)突破——DualBoost技術(shù)縮短響應(yīng)時(shí)間 更快速提升扭矩

DualBoost結(jié)構(gòu)

霍尼韋爾已經(jīng)推出的DualBoost汽油渦輪增壓技術(shù)，是汽油增壓的最新概念，軸流的渦輪機(jī)與背靠背的雙面壓縮機(jī)相匹配，進(jìn)一步縮短到達(dá)需求扭矩的時(shí)間，具備更出色的快速響應(yīng)能力和穩(wěn)態(tài)性能。

4、霍尼韋爾汽油渦輪增壓技術(shù)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(guó)，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(guó)大眾公司合作開發(fā)了甲殼蟲2.0L渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。在中國(guó)，繼2012年的菲亞特VIAGGIO推出之后，有十幾項(xiàng)新的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目陸續(xù)進(jìn)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(dòng)機(jī)擁有更為強(qiáng)勁的動(dòng)力及更高的燃料效率。增壓器渦端可承受溫度最高達(dá)1050°C，并配備了電動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，再加上購(gòu)車一族希望發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhǎng)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(dòng)機(jī)，在未來五年內(nèi)，汽油渦輪增壓占有率可望上升至15％。在中國(guó)，油耗指標(biāo)和二氧化碳排放量監(jiān)管均變得更為嚴(yán)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(nèi)提升至26％。

小結(jié)：

以前的汽油機(jī)，先由化油器在氣缸外混合空氣和汽油，再進(jìn)入氣缸燃燒，這是汽油機(jī)本身的技術(shù)特點(diǎn)。當(dāng)時(shí)的渦輪增壓器只是解決氣的問題，油和氣的配合在汽油機(jī)上的應(yīng)用是受到限制的。現(xiàn)在汽油機(jī)的技術(shù)，包括汽油直噴技術(shù)被采用以后，渦輪增壓在汽油機(jī)上出現(xiàn)了控制油氣配合的可能性。作為既能提升車輛動(dòng)力，又能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化及車輛減排的技術(shù)之一，汽油機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)或?qū)⒃谥袊?guó)市場(chǎng)迎來高速發(fā)展期。