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博世馬勒率先開發(fā)出新一代適合量產(chǎn)汽油機的可變截面汽油渦輪增壓器,適用汽油機排氣溫度可達900°C
創(chuàng)新可變截面渦輪增壓器在汽油機上的應(yīng)用,可以顯著提高額定功率,同時能夠在最佳性能范圍內(nèi)降低最高排氣溫度和燃油消耗率
創(chuàng)新可變截面渦輪增壓器與整體發(fā)動機系統(tǒng)的結(jié)合可進一步顯著提高駕駛性和汽油機的效率,降低系統(tǒng)成本
新一代可變截面渦輪增壓系統(tǒng)
2016年4月25日北京國際車展在即,上海博世馬勒渦輪增壓系統(tǒng)有限公司已率先開發(fā)出新一代適用于量產(chǎn)汽油增壓發(fā)動機的可變截面渦輪增壓器。通過此可變截面渦輪增壓器與汽油發(fā)動機的匹配優(yōu)化,發(fā)動機響應(yīng)性和燃燒效率都將得到提高,整個系統(tǒng)成本也將有所降低。目前,可變截面廢氣渦輪增壓器主要應(yīng)用于柴油發(fā)動機。
幾十年來,開發(fā)未來內(nèi)燃機的研發(fā)工作一直面臨著一個重大挑戰(zhàn),即實現(xiàn)降低燃油消耗、減少廢氣污染物排放的同時,如何滿足提高發(fā)動機總體效率這一需求。將于2020年實施的更嚴格的節(jié)能減排法規(guī)(要求將百公里油耗降至5L)將進一步加劇兩者之間的矛盾。廢氣渦輪增壓器在滿足這些要求方面發(fā)揮著愈發(fā)重要的作用,甚至可以在低速或者廢氣排量有限的情況下提供較高的發(fā)動機扭矩。
博世馬勒渦輪增壓系統(tǒng)有限公司已開發(fā)出了新一代可變截面廢氣渦輪增壓器,如同可變截面渦輪增壓器在柴油發(fā)動機上的廣泛應(yīng)用,新一代可變截面渦輪增壓器也將廣泛應(yīng)用于汽油發(fā)動機上。目前,受較高排氣溫度(900 -1,050°C)的影響,用于汽油機的可變截面渦輪增壓器的渦輪機端成本非常昂貴,且僅在特定有限的應(yīng)用中使用。博世馬勒創(chuàng)新設(shè)計,開發(fā)出了第二代可變截面渦輪增壓器,對高溫度梯度下的熱負荷變形進行了優(yōu)化。這意味著如果將此設(shè)計應(yīng)用于柴油發(fā)動機,可以設(shè)定更小的導(dǎo)向葉片間隙,從而通過降低泄漏率來提高效率。在柴油發(fā)動機用可變截面渦輪增壓器的基礎(chǔ)上,博世馬勒只需進行簡單的材料調(diào)整,就可以將可變截面渦輪增壓器應(yīng)用于汽油發(fā)動機,并可以安全地耐受高達900°C的排氣溫度。輔以其它措施,博世馬勒目前正致力于進一步開發(fā)耐受排氣溫度高達980°C的汽油機用可變截面渦輪增壓技術(shù)。
汽油機用可變截面渦輪增壓器的兩個基本應(yīng)用目標可以被很明確地區(qū)分開來,即提高發(fā)動機基本性能和減少部分負荷工況下的油耗。
創(chuàng)新可變截面渦輪增壓器在汽油發(fā)動機上的應(yīng)用,可以顯著提高額定功率,同時能夠在最佳性能范圍內(nèi)降低最高排氣溫度和油耗。為充分利用這些優(yōu)勢,必須使用米勒循環(huán),更高的增壓壓力對渦輪增壓器提出了更高的要求。通過調(diào)節(jié)點火開關(guān),可減低在此燃燒過程中的溫度和壓力,因此提高發(fā)動機效率并降低最高排氣溫度。與廢氣旁通式渦輪增壓器相比,可變截面渦輪增壓器可以利用整個廢氣流量,提升氣體交換效率,從而使上述潛在優(yōu)勢得以實現(xiàn)。
隨著自然進氣發(fā)動機的動力被壓榨殆盡,廢氣渦輪增壓器的優(yōu)勢逐步顯現(xiàn),大幅增加進氣量使得汽油更充分地燃燒,發(fā)動機的動力輸出能夠得到飛速的提升。在發(fā)動機部分負荷下,降低油耗、提高發(fā)動機熱效率的有效方法是提高壓縮比。然而一味提升壓縮比會帶來另外一個問題:爆震。爆震帶來的直接危害便是發(fā)動機所受載荷大幅增加、效率大幅下降。為了解決這個矛盾,需要引入米勒循環(huán)來降低高負荷時的有效壓縮比。此外,當需要高動力輸出時,引入可變截面渦輪增壓器,來高效地提供高增壓壓力。
創(chuàng)新可變截面渦輪增壓器與整體發(fā)動機系統(tǒng)的結(jié)合可進一步顯著提高駕駛性和汽油發(fā)動機的效率。通過降低廢氣溫度,零件對耐高溫的要求會逐漸放寬,廢氣渦輪增壓器的成本能夠進一步降低。博世馬勒已在發(fā)動機測試平臺上初步完成了可變截面渦輪增壓器耐高溫性能的驗證,將在不遠的未來實現(xiàn)量產(chǎn)。
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文章來源:環(huán)球卡車網(wǎng)
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