汽車廠家都在努力做低慣量渦輪增壓器？

替代「低慣量渦輪增壓器」的最佳技術不是電渦而是BSG

內容概述：

廢氣渦輪增壓器的升級方式與空間BSG系統在過渡區間的價值

似乎絕大多數車企都在研究“低慣量增壓器”，期望讓增壓器渦輪能夠在發動機低轉速時介入運轉，以低轉速的排氣壓力實現增壓器渦輪最高的轉速；說白了就是在起步時就能讓增壓器以最強增壓壓力實現最大扭矩，這樣的設計既能實現高性能又能降低耗油量，為什么這么說呢？

因為（扭矩×轉速÷9549×1.36＝馬力），馬力越大則車輛加速能力越強，車速也會更高一些；但是發動機的轉速越高則噴油頻率也越高，耗油量當然會比較大。所以最理想的狀態就是以「低轉速·大扭矩」實現正常駕駛，那么如何才能實現大扭矩，又為何說電渦輪沒有應用的價值了呢？

增氧燃燒·「極限有限」

渦輪增壓技術的本質為【空氣壓縮·富氧燃燒】技術，富氧燃燒在工業領域應用范圍很廣。相同的燃料與更高氧濃度的空氣燃燒，其燃燒的火焰溫度會升高很多；氧濃度提高而升高溫度的本質，可以理解為更多的氧氣以更高的效率進行氧化反應，反應過程中分子碰撞產生的熱能會更大，所以溫度也才會隨之而升高。

內燃機是通過燃燒燃油為基礎而產生熱能，在通過機械結構將熱能轉化為機械能的發動機；所以熱能的高低直接決定發動機的扭矩大小，那么通過增氧技術提升等量燃油燃燒產生的熱能，扭矩則必然會大幅提升了，這就是渦輪增壓發動機為什么扭矩會很大的原因。

重點：渦輪增壓器的本質是「空氣壓縮機」，動力來自內燃機運行時產生的高壓排氣，自然吸氣發動機當然也會有高壓排氣，渦輪增壓所謂的增壓機就是在這種機型的基礎上增加增壓器。

氣流驅動增壓器的渦輪高速運轉，與增壓器渦輪連接的壓氣機渦輪也會同速運轉；壓氣機渦輪在進氣系統中，空氣經過渦輪會因高速旋轉的渦輪而壓縮變小。分子間隙變小等于密度更大，壓縮就的空氣中的氧分子數量就會增多，這是實現富氧燃燒的基礎。那么是不是在低速轉速時就能以高濃度燃燒實現大扭矩，以低轉速運行降低油耗會更理想呢？

「低慣量增壓器」就是為了實現這種運行狀態，有些使用雙渦管增壓器的低慣量機型，可以實現1000rpm左右渦輪增壓介入運轉；發動機轉速低至1250rpm時，排氣氣壓就能讓壓氣機渦輪達到最高轉速（最強增壓壓力）。

然而很多人認為不論什么標準的低慣量增壓器都不如“電渦輪”，因為電機驅動的渦輪可以實現啟動瞬間輸出最大扭矩，以最短的時間達到最高轉速。電機確實有這種能力，不過也確實沒有普及的價值；因為與其讓電機進行增壓，為什么不讓電機直接輔助驅動呢？

BSG電機的價值

在混合動力汽車中最低等級的是「48V-MHEV」輕混系統，目前這套系統均偏向節油設定。概念為起步加速時由BSG發電啟動一體機輔助輸出動力，輸出的部分就是內燃機可以降低的部分；由于電動機轉化動力的過程中的損耗極低，由電機輔助內燃機可以有效降低能耗，所以各大車企都樂于用這種技術賺取燃油消耗量的積分。

但如果不以節油為目的的話，讓起步時內燃機可以正常輸出動力，BSG電機同時輸出動力，性能會不會比使用“電渦輪增壓”更強呢？

參考F1方程式賽車的BSG技術吧，由于這種賽車不允許使用PHEV技術，所以將輕混系統的BSG電機功率提升到60kw——折合為公制馬力有81.6PS。至于普通代步汽車使用的輕混電機，標準一般為10kw，折算公制馬力也有13.6PS。

假設用渦輪增壓技術想要在起步時輸出相同的功率，按照轉速1000rpm為標準，需要輸出的扭矩就要多出95N·m才行。通過廢氣渦輪增壓和高效率的電渦輪增壓系統組合也可以達到這種效果，但起步瞬間的扭矩就要「＋95N·m」，此時的缸內壓力與溫度會有多高的標準？貌似總這么運行的話，發動機的使用壽命必然會大幅縮短，燒機油與漏機油的問題會接踵而至。

這就是渦輪增壓的低慣量標準需要控制的原因，最佳狀態是怠速不增壓，1000rpm左右開始增壓，1500rpm左右達到峰值即可。通過雙渦輪或電渦輪與廢氣渦輪組合的壓榨扭矩需要找個一個閾值，建立在縮短使用使用壽命的基礎上提升性能的模式不適合普通代步汽車。

所以燃油汽車最理想的組合方式為「BSG＋廢氣渦輪增壓系統」，這種組合既能有效保護發動機，又能理想的提升低轉速扭矩爆發力；同時制造成本也非常低，相比使用電渦輪加入大容量電瓶與高功率發電機的系統而言，實際是可以做到相當的，權衡利弊當然無需使用電渦輪。

編輯：天和Auto-汽車科學島

天和MCN授權發布

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