“带T”过时了!10万+,这种新型增压车更硬核

城市汽车站 2022-08-14 14:24:54

仅仅在是在5年前,买个10万左右的家用车如果是“带T”的,那确实是相当高级的东西了。然而到了今天,废气涡轮增压器已经成了各品牌全面普及的“基本操作”。它相比自然吸气最大的优势是,能用更小排量的发动机做出更牛X的数据,变相的,车子油耗就会低一些(和相同数据的更大排量自吸比)。

●关于废气涡轮增压技术

从近几年的市场检验来看,各品牌的涡轮增压技术(只要是三菱重工、博格华纳、霍尼韦尔、HKS的大厂件)已经相当成熟,即便是相对先进的电控泄压阀(之前都是真空泄压阀),在“买菜车”里极少有因涡轮增压模块故障导致车子不能开的。

眼见涡轮增压技术逐渐烂大街,国内外车企都开始研发更先进的废气涡轮增压技术,其中比较主流的技术方案就是在保时捷水平对置六缸发动机上应用的VGT可变几何截面涡轮增压系统,并在911/718等跑车上服役。相比于传统的废气涡轮,这项技术最核心的优势是能够主动调节排气进入涡轮的A/R值,从而缓解引擎低转速工况的迟滞问题,同时也保证引擎在高转速工况的低背压以及涡轮高转潜力。

而到了如今的2022年,VGT可变几何截面涡轮增压技术已经开始逐渐向更低定位的家用车普及,特别是自主品牌,部分大厂已在最新研发的1.5T涡轮增压发动机上使用该项技术,并已有部分车型服役,最低仅需10万出头的价格。

●北汽“魔核”1.5T有哪些“黑科技”?

首先我们要提到的就是即将在7月28日上市的北汽魔方车型,这是一台主打年轻时尚的紧凑型SUV,且全系标配北汽“魔核”1.5T发动机,配7速湿式双离合变速器,目前官方给出的预售价为10.29-15.39万元。

北汽“魔核”1.5T发动机

按照官方给出的数据,这台1.5T发动机的最大功率达到138kW(188Ps),最大扭矩305Nm,且通过米勒循环将压缩比做到了10.7:1,热效率39.2%,动力指标和经济指标在同排量中都是妥妥的一线水平。而能有这样的表现,则和各项先进技术有关,除了我们熟悉的Masking进气滚流优化、350Bar共轨直喷、可变气门正时外,最让人惊喜的就是VGT可变几何截面废气涡轮增压器。

目前1.5L左右排量的废气涡轮增压发动机,普遍不会把涡轮做得太大,因为排量小,排气流量本就小,只有用小惯量、小口径的涡轮(小A/R值)才能保证排气流速,并推动涡轮叶扇,进而为引擎中低速工况带来足够的转速响应;如果用较大口径的涡轮(大A/R值),必然会导致涡轮叶扇转速攀升慢,给进气增压就会反应慢半拍,动力自然也会慢半拍。试想一下,你一脚地板下去,要1秒以后推背感才出得来,这谁受得了?

叶扇周边有导流叶片

而配备了VGT涡轮增压器的“魔核”1.5T不一样,TA可以通过多组联动的导流叶片来主动控制进入涡轮入口的排气流速。例如:当引擎转速较低,废气流量小时,就会收窄入口(降低A/R值),这样气流就会因为背压而有了足够的流速能推动叶扇,从而提高低转速的动力响应;而当引擎转速攀升后,废气流量增大,入口就会逐渐增大(提高A/R值),这样海量的气流就会更暴力“冲刷”叶扇,保障其在高转速状态依旧有足够的提速能力,与此同时,入口增大也会显著降低引擎高转状态的排气背压,让废气不至于“堵”在排气歧管出不去,影响整机的动力和油耗。

A/R值可调,转速控制更精准

除此之外,我们都知道传统的废气涡轮增压器都需要进气和排气两个泄压阀,其中排气端的旁通阀作用就是在引擎高转状态下让排气从另外一条管道进入三元,防止过高流速的排气导致涡轮爆转。但在这台“魔核”1.5T发动机上,VGT涡轮增压器已经能够控制废气进入涡轮的流速,因而也不再需要排气旁通阀,只需要电控的进气泄压阀即可。

●还有哪些厂商用了VGT涡轮增压器?

对于小排量涡轮增压发动机而言,VGT涡轮最核心的价值还是降低涡轮迟滞,提高动力响应。因而,除了北汽魔方外,国内外厂商都对该项技术很有兴趣,并且已经在部分车型上服役。

WEY拿铁DHT-PHEV

国产燃油车里头,长城的GW4B15C 1.5T发动机就有该项技术,这算是GW4B15A 1.5T发动机(第三代哈弗H6)的改进型号,目前已经在哈弗赤兔、哈弗神兽的部分车型上应用。除此之外,长城柠檬DHT混动系统中那台1.5T混动专用发动机(代号GW4B15D),也应用了VGT可变几何截面涡轮增压器,服役车型包括哈弗H6S、WEY拿铁DHT、WET摩卡DHT-PHEV等。

比亚迪唐DM-p

同样是国产混动代表作,目前十分火爆的比亚迪DM-i系列混动车中,使用晓云1.5T混动专用发动机的版本,也是VGT涡轮,例如比亚迪汉DM-i/p、比亚迪唐DM-i/p。

其实在混动专用发动机上使用VGT技术,主要还是为了跟米勒循环配合。与燃油车普遍使用的的奥拓循环不同,米勒循环(或阿特金森循环)会通过配气机构的延迟(或提前)气门开/闭,来让引擎的膨胀比大于压缩比,目的是更彻底利用汽油燃烧膨胀产生的动能,而VGT因为能够主动调节排气背压,能有效降低排气背压,部分工况下,高转速的涡轮甚至会出现把排气歧管废气“吸出去”的效果。废气走得越彻底(残留少),下一个循环进气压缩比就能做得更高,热效率也就越高。

●关于提高涡轮响应,还有什么新手段?

奥迪SQ7

其实,从废气涡轮增压器被发明开始,各大厂商就从未停止对“降低迟滞”的研究,而除了上面的VGT可变几何截面涡轮增压技术,还有一种更高级的手段——电动涡轮。

奥迪4.0TDI V8柴油发动机

电动涡轮技术此前主要在赛车上应用,但近些年也逐渐下放到民用车上。例如,此前奥迪在4.0TDI V8柴油发动机上使用的“三涡轮”增压系统,其中就有一台电机驱动的涡轮,并在SQ7上使用(国内不卖),不过这玩意儿价格确实离谱,只能算是民用化的尝试。

梅赛德斯-AMG C 43

梅赛德斯-奔驰则做得更彻底,高性能品牌——AMG在新一代AMG 43系列上使用的M139l 2.0T直列四缸发动机(300kW/500Nm)就有电动涡轮增压系统,其中包括已经海外发布的SL 43、C 43,除此之外,下一代AMG 63系列也会以这台电动涡轮增压发动机为基础进行电气化扩展,以插电式混动车的身份面向市场。

梅赛德斯-AMG M139l 2.0T L4汽油发动机

我们知道,废气涡轮动辄有12,000rpm的超高转速,在低转速下电机可以起到主动为进气增压的作用,但在涡轮高转状态,电机是没法在如此高转下提供增压效果的,因而,梅赛德斯-AMG使用了废气+电动的串联增压方案。

在引擎低转速状态下踩地板油时,和涡轮叶扇同轴的电机(最高转速175,000rpm)会通过高压电气架构提供充沛的扭矩,快速拉高涡轮转速,更主动地为进气提供不亚于涡轮高转状态下的进气增压(最高2.1Bar),搭配BSG 48V轻混电机的额外动力输出,从而提高动力响应和爆发力;而当发动机转速足够高,废气涡轮就会起到主导作用,使得引擎在高转状态依旧有旺盛的再加速能力。

●总结:

从传统的“带T”引擎,到带电子泄压阀的“带T”引擎,再到如今VGT可变几何截面涡轮增压引擎,技术的进步都旨在弱化发动机转速对进气增压的影响,而电机辅助驱动废气涡轮增压器的出现让进气压力不再只受废气流量/流速控制,让整车进气增压变得更为精准可控。最直观的效果就是,即便引擎低转没有足够的排气流量/流速,通过VGT涡轮或电动涡轮同样能为进气提供充足的进气增压,这也是未来纯燃油车、混动车的重要发展方向。

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