幾近完美的動(dòng)力系統(tǒng)：雙增壓技術(shù)淺析
互聯(lián)網(wǎng) ai77xixi 汽車構(gòu)造維修 2008-07-08
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慣常所見的增壓系統(tǒng)，一般分為機(jī)械增壓Supercharger和渦輪增壓Turbocharger兩種，兩種增壓方式各自有其優(yōu)缺點(diǎn)。機(jī)械增壓的使用歷史比渦輪增壓更為悠久，最早的機(jī)械增壓系統(tǒng)出現(xiàn)在二十世紀(jì)二十年代的格蘭披治（Grand Prix）賽車上，并在隨后的日子里因?yàn)槠鋵?duì)引擎動(dòng)力輸出的幫助，所以得到了較為廣泛的應(yīng)用，機(jī)械增壓的優(yōu)勢(shì)在于低轉(zhuǎn)輸出扭力和動(dòng)力輸出的線性表現(xiàn)，在當(dāng)時(shí)的引擎技術(shù)不高的歷史環(huán)境下，機(jī)械增壓系統(tǒng)確實(shí)讓當(dāng)時(shí)的汽車的動(dòng)力輸出得到了提升，不過這種增壓方式最大的缺點(diǎn)便是高轉(zhuǎn)時(shí)增壓力不足和動(dòng)力衰減較快，當(dāng)然了，對(duì)于噪聲控制和引擎運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)度機(jī)械增壓系統(tǒng)都是較難控制的。  羅茨風(fēng)機(jī)式的機(jī)械增壓器，是目前在歐系車型中應(yīng)用較廣的其中一種形式， 常見的M.Benz增壓車型均使用這樣的風(fēng)機(jī)。（上圖增壓器為卡迪拉克STS的增壓型號(hào)） 至于渦輪增壓系統(tǒng)出現(xiàn)的年份較晚，最早裝備這樣的廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的車型是雪佛蘭（Chevrolet）的Corvair，渦輪增壓系統(tǒng)是一種可以有效提高引擎效率及燃燒效率的輔助進(jìn)氣系統(tǒng)，渦輪扇葉由引擎排出的廢氣推動(dòng)，以幫助提高進(jìn)氣量和徹底改變空氣必須通過真空吸力進(jìn)入氣缸的傳統(tǒng)。不過渦輪增壓也有其缺點(diǎn)，就是低轉(zhuǎn)時(shí)，也就是仍未達(dá)到渦輪增壓器工作狀態(tài)前，其對(duì)進(jìn)氣流是一個(gè)很大的阻礙，導(dǎo)致這種引擎在起步階段的扭力輸出較弱。渦輪增壓的大致工作原理我們之前也曾討論過，而如何將兩種增壓有機(jī)地整合并各取精華、去其糟粕是許多汽車廠商都希望實(shí)現(xiàn)的，于是便出現(xiàn)了雙增壓的概念。  雙增壓系統(tǒng)最早出現(xiàn)在1985年的Lancia Delta S4拉力賽車上，雖然在賽車范疇里Dleta S4獲得了巨大的成功，但這套系統(tǒng)終究因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜和維護(hù)要求高，所以一直未能在其他的Lancia車型上實(shí)現(xiàn)民用化。這個(gè)門檻直到2005年Golf GT的出現(xiàn)才宣告正式被打破，Golf GT使用一臺(tái)代號(hào)為BLG的1.4升直列四缸TSI引擎，雖然排氣量并不算高，但是廠家公布的峰值馬力高達(dá)170匹，而扭力則有24.5公斤米，在其同級(jí)對(duì)手甚至越級(jí)挑戰(zhàn)中BLG引擎都是個(gè)中的表表者。  BLG引擎的前方特寫。  引擎后方特寫，可以看到下方的機(jī)械增壓系統(tǒng)。  這臺(tái)便是全球第一臺(tái)民用化的雙增壓引擎，來自VAG的BLG引擎，其最大的特色在于同 時(shí)使用兩種完全不同的增壓系統(tǒng)并通過先進(jìn)的引擎管理系統(tǒng)將兩者有機(jī)結(jié)合在一起。 從機(jī)械結(jié)構(gòu)上分析，這種雙增壓系統(tǒng)的布局并不算太復(fù)雜，它有兩個(gè)相對(duì)的獨(dú)立而且不同的增壓器組成：位于引擎艙前部的排氣芭蕉上安裝了來自KKK的渦輪增壓器，這顆渦輪增壓器的工作臨界點(diǎn)為1500轉(zhuǎn)，而從3500轉(zhuǎn)后進(jìn)入單一的渦輪增壓階段，其最大增壓值達(dá)到了1.8 Bar；進(jìn)氣歧管位于引擎艙后方，歧管下則安裝了一個(gè)由Eaton公司提供的羅茨式風(fēng)機(jī)作為機(jī)械增壓部分。兩者之間通過一個(gè)閥門對(duì)使用何種增壓形式進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)增壓切換的就是其心思細(xì)密的引擎管理系統(tǒng)了。這臺(tái)引擎有兩個(gè)切換點(diǎn)，一個(gè)是1500轉(zhuǎn)，另外一個(gè)則是3500轉(zhuǎn)。  ⑴ 1500轉(zhuǎn)以下時(shí)，引擎使用單獨(dú)的機(jī)械增壓方式為引擎提供適當(dāng)進(jìn)氣壓力，在1500轉(zhuǎn)時(shí)因?yàn)闇u輪開始介入而達(dá)到最高的2.5 Bar； ⑵ 1500轉(zhuǎn)～3500轉(zhuǎn)之間時(shí)，旁通閥出于可變化的半開狀態(tài)，一部分空氣繼續(xù)通過機(jī)械增壓器對(duì)引擎供氣，而另外一部分空氣則開始使用渦輪增壓器進(jìn)行空氣壓縮； ⑶ 3500轉(zhuǎn)之后，旁通閥實(shí)現(xiàn)全開，而驅(qū)動(dòng)機(jī)械增壓器離合器也處于離開狀態(tài)，此時(shí)，所有空氣均進(jìn)入渦輪增壓器進(jìn)行壓縮。 至于引擎的本身，這臺(tái)1.4L直列四缸引擎使用全新的EA111平臺(tái)，該引擎采用鑄鐵中缸、開放式水道、氣缸間隙為82mm、而曲軸連桿等則同樣鑄鐵制作，與前代最大的不同在于新系列引擎全部使用了免維護(hù)的鏈條傳動(dòng)。另外EA111系列引擎最大的特色之一便是全部用上了FSI缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，噴嘴端燃油壓力達(dá)到與GTI等車型相同的110 Bar。引擎總重量為131公斤。  這個(gè)便是BLG引擎的大系統(tǒng)拆解圖。  BLG引擎的渦輪增壓系統(tǒng)。  來自EATON公司的機(jī)械增壓器，可以從剖視圖中看到其采用羅茨風(fēng)機(jī)時(shí)增壓原理。  EA111系列采用鑄鐵中缸材質(zhì)，開放式水道設(shè)計(jì)， 每個(gè)氣缸間的間隙為82mm，口徑×沖程：76.5mm×75.6mm。  垂直于氣缸蓋上的物體就是FSI系統(tǒng)的機(jī)械式燃油加壓泵，進(jìn)入噴嘴端燃油壓力達(dá)到110 Bar。 總的而言，這種雙增壓系統(tǒng)彌補(bǔ)了兩種增壓系統(tǒng)各自的缺點(diǎn)，例如低轉(zhuǎn)時(shí)可以充分利用機(jī)械增壓系統(tǒng)對(duì)扭力的幫助，從引擎曲線上看，在1500轉(zhuǎn)時(shí)便達(dá)到了最高的24.5公斤米的扭力輸出，從而使Golf GT的百公里加速時(shí)間跨入8秒以內(nèi)（7.9秒），在同級(jí)車（1.4L）而言足以稱得上“超跑”級(jí)數(shù)。而最大馬力出現(xiàn)于6000轉(zhuǎn)時(shí)的170匹，如果換算升功率也有121匹/升，同樣是出類拔萃的一臺(tái)。雖然動(dòng)力表現(xiàn)出色，但是其耐用性和適應(yīng)性方面仍有待驗(yàn)證，VW在研制這臺(tái)過程中，合共生產(chǎn)了250臺(tái)原型引擎并進(jìn)行在試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了近30萬公里作測(cè)試，而實(shí)際使用中，因?yàn)樵撘娴膲嚎s比達(dá)到10，在增壓引擎中算是相當(dāng)高的，所以引擎必須使用98號(hào)的燃油，對(duì)于油品不佳的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)真的會(huì)讓一眾車迷卻步。不過如果作為技術(shù)上的展望，相信BLG引擎不會(huì)是最后的作品，相信隨著該技術(shù)的不斷成熟，排氣量也會(huì)不斷提升，下一臺(tái)雙增壓引擎會(huì)是什么？1.8還是2.0？我們拭目以待。  |
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