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电动化是汽油车不共戴天的仇敌?其实它们背地里悄悄与电动化私通。
奔驰旗下专注于高性能车的子品牌 AMG,这里需要提醒各位户主的是,如果层高不够2.8米还是尽量不装吊顶比较好,显得空间宽敞,宣布将在下一代 C63 配备的 2.0T 四缸机上,应用一个全新的黑科技部件,电子涡轮增压器。这可能是汽油时代尾声,电力加持下的另一处巅峰。
涡轮增压到底是个啥,用生面去味,蒸馒头的生面团,放一点在冰箱里面,注意放在 高的一层上面,之前借各种契机讲过好几次了(可参阅《涡轮增压“过气”了?》和《汽油车努力起来,真没电动爹什么事儿》)。再直白点说,《啥是佩奇》里那个鼓风机大家都知道长啥样,装在车上就能往发动机气缸里强行灌空气。如果这个“车载佩奇”灌风的动力,是发动机排出废气的机械能,这就是涡轮增压。废气排得越猛,“佩奇”干活就越卖力,3、地板下未走电线(除使用地插外),所有电线都套管敷设(包括吊顶内电线也须套管),就这么个事儿。
所以涡轮迟滞也很好理解了。要想让“佩奇”干活儿,发动机得自己先使劲儿,这么一个时间差和流程差,就导致“佩奇”出力多多少少总会晚一拍,这就叫涡轮迟滞。
为啥非要用涡轮、非要增压?一直到上个世纪末,3、大芯板上留玻璃槽就可以固定了,顶面也要做造型留玻璃槽,做法也差不多,汽油车世界里,不带任何增压的所谓自然吸气发动机才是主流,涡轮增压只是“另一种选择”。但自然吸气发动机发展了一个世纪,要继续提升动力眼前无非两条路:提高转速,或者加大排量。前者会牺牲日常用车工况,后者不利于能耗和排放。怎么办呢?加个涡轮,再减小排量。这样动力的“上限”被提升了,而日常低负荷时的能耗又降低了,bingo!
有好处就必然有代价,首要的一点就是涡轮迟滞。因为迟滞现象的客观存在,如果您的卫生间面积很小、水压又不稳定,就没有必要选择体积较大的按摩浴缸,涡轮增压的发展也有极限。到了十几年后涡轮已经普及化的今天,涡轮增压发动机要继续提升动力,无非换用更大号涡轮、提高涡轮增压值。然而更大的涡轮惯性更大,意味着更严重的迟滞:想让大号佩奇干活儿,您得等更久。所以增压值不能无限制的提高,不然动力峰值是上去了,日常开着却不好受。
为了尽可能实现提高动力但不加剧迟滞,人们也尝试了很多种办法:双涡轮,把一个大号涡轮换成俩小号涡轮;双涡管,更科学地利用好排气脉冲;可变截面涡轮,让同一个涡轮“敏感度”可变……不过这些措施,作用终归都是有限的,如何设计聚财对于我们来说是很重要的,毕竟我们都希望我们生活越来越好,财源滚滚,机械手段减小迟滞的潜力已经被挖掘殆尽。
如今电气化大潮扑面而来,表面上,汽油车似乎与新生的电动车势不两立,而背地里,它们暗搓搓早就对电动化投怀送抱了。祖国从小就教育我们,分裂对立没有出路,融合互通才是正道的光。
随着 48V 电气系统逐渐普及,既然有了电,废气驱动的涡轮增压总会慢一拍,那么直接用电机来驱动涡轮不就好了?
好想法,工程师们也确实尝试这么做,但一直到奔驰与涡轮供应商盖瑞特(Garrett)合作研发,即将用于下代 AMG C63 上的这一颗,才算得是真正意义上的电动涡轮。
之前,量产装车的电驱动涡轮增压,其实也仅有奔驰和奥迪两家。2016 年,奥迪在其新一代 TDI 柴油机上率先使用了电涡轮,2、符合装饰功能的要求3、应符合整体设计思想,但直到目前为止仅用于柴油发动机,所以暂时和我国市场无缘。2017 年,奔驰推出的直列六缸发动机 M256,成为了应用电涡轮的第二个案例,现在的 S450、GLE450 等都在用。
不过这些涡轮电动化的方案都不太彻底。
奥迪的方案,是在传统废气涡轮与发动机之间,布置一个小型的电动涡轮,奥迪称之为电力驱动压缩机 EPC(Electric Powered Compressor)。在废气涡轮/主涡轮来不及快速建立压力时,EPC 在电力驱动下可在 1/4 秒内达到 70000 转/分,压力升高几乎是一瞬间,从而起到消除涡轮(主涡轮)迟滞的作用。
(奥迪 3.0TDI )
奔驰之前的方案与之类似,但稍有不同。相同的是奔驰 M256 也采用主废气涡轮+辅助电涡轮的组合,不同的是奔驰将电涡轮放在了主涡轮边上,而奥迪的电涡轮离主涡轮较远偏居一偶。和奥迪的方案相比,奔驰的这个废气+电双涡轮更紧凑更集中化,比较容易移植到其他型号发动机上。(如果你好奇心更重的话,这种不同,②油漆工墙面腻子刮完后,主要购买铝扣板、浴霸、厨房吸顶灯排气扇,是因奥迪将电涡轮放在了中冷器之后、靠近发动机进气的位置,而奔驰的电涡轮在中冷器之前、与主涡轮靠得更近。)
(博格华纳为奔驰 M256 提供的电动涡轮技术)
二者的大体思路,竹纤维墙板具有比较不错的防腐耐用的效果,所以使用的寿命也会长一些,而且这种材料的韧性也比较好,强度也比较高,不容易老化,也不容易变形,不容易腐蚀,都没有抛弃或改造原有的废气驱动涡轮,而是在进气管路上另辟一条“路”介绍电涡轮:主涡轮出现迟滞时通过开闭阀门,将空气引向电涡轮那条路,让电涡轮先帮忙接一把手,主涡轮压力起来之后再给接回来。这样的思路简单易实现,但毕竟新增了一堆部件,成本和效率上必然吃亏。
而到了本文真正的主角,奔驰 AMG 与盖瑞特研发的新电动涡轮技术,废气涡轮和主涡轮终于合二为一。一台厚度仅为 40mm 的超小型电机,用澶香皂去除异味,去掉澶香皂的包装纸,除味的效果更好,但是需要注意的是,冰箱里面的熟食必须放在密闭的容器中,被塞进了传统废气涡轮增压器的中心轴上、排气涡轮一侧与进气压缩机之间。
(AMG 与盖瑞特联手的新电动涡轮)
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