衛(wèi)東

之前我們了解了機(jī)械增壓、渦輪增壓，以及機(jī)械增壓+渦輪增壓的雙增壓等技術(shù)，對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)采用渦輪增壓器增加效率是再正常不過(guò)的事，隨著排放法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用渦輪增壓也成為了普遍現(xiàn)象。在當(dāng)前汽車技術(shù)日新月異的大環(huán)境下，這個(gè)走過(guò)了一百多年的渦輪增壓器是否會(huì)有新的形態(tài)出現(xiàn)呢？答案是肯定的，那就是電子增壓器。

在2012年巴黎車展上法雷奧（Valeo）推出了電子增壓器（Electric Supercharger），就是讓電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器，讓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)進(jìn)氣增壓的需求隨叫隨到。對(duì)于那些習(xí)慣于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力爆發(fā)、總愛(ài)抱怨渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出不夠流暢的車主來(lái)說(shuō)，可以對(duì)電子渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)刮目相看了。隨著電子增壓器的出場(chǎng)，終于可以把由于渦輪增壓器固有的渦輪遲滯總會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的爆發(fā)延后一些的弊病拋到九霄云外了。

在2014年北京國(guó)際車展上，著名汽車零部件供應(yīng)商法雷奧向中國(guó)公眾展現(xiàn)的其最新技術(shù)成果中就包含了電子渦輪增壓器。在這屆車展上法雷奧推出的全新48V e4Sport系統(tǒng)解決方案是向清潔能源邁出的重要一步，而電子增壓器（Electric Supercharger）和48V皮帶式啟/發(fā)電一體機(jī)（48V iBSG）正是這一系統(tǒng)的重要組成部分。電子增壓器既不同于由發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械增壓器，也不同于由發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器，電子增壓器是直接由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，隨時(shí)介入，不會(huì)帶來(lái)絲毫的遲滯感。

奧迪成為了法雷奧電子增壓器的第一個(gè)客戶，而2016年夏天上市的奧迪SQ7也成為了世界上首先使用電子渦輪增壓的量產(chǎn)汽車。對(duì)于這款4.0L TDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)而言，除了兩個(gè)傳統(tǒng)渦輪外，還有一個(gè)電動(dòng)渦輪，奧迪稱之為EPC（Electrically Powered Compressor）。這款4.0L V8發(fā)動(dòng)機(jī)以320kW/3750～5000rpm、900Nm/1000～3250rpm、0～100km/h用時(shí)4.8s的數(shù)據(jù)成為了市場(chǎng)上動(dòng)力最強(qiáng)勁、提速最快的柴油SUV。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)渦輪增壓器還沒(méi)有介入的時(shí)候，電動(dòng)渦輪便可以開(kāi)始工作了，讓發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力爆發(fā)更及時(shí)。這個(gè)電動(dòng)渦輪由一個(gè)48V小型電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)增壓器的響應(yīng)速度非?？?，轉(zhuǎn)速?gòu)撵o止到70000rpm僅需350ms?？梢哉f(shuō)法雷奧的電子增壓器將渦輪遲滯縮短到了350ms，完全可以忽略不計(jì)。但并不是說(shuō)隨便哪輛車都可以安裝電子渦輪增壓器，因?yàn)樗枰?8V電力系統(tǒng)，而不是我們常用的12V電力。48V電力系統(tǒng)已經(jīng)是當(dāng)前將要流行的大趨勢(shì)，電子增壓器也會(huì)伴隨著48V電力系統(tǒng)大行其道。資料顯示，電子增壓系統(tǒng)可以降低7%-20%的油耗。這款法雷奧電動(dòng)渦輪增壓器EPC的最高轉(zhuǎn)速是70000rpm，最高功率7kW，響應(yīng)速度350ms。這款電子增壓器采用了低慣性的開(kāi)關(guān)磁阻直流電機(jī)，在很小相位差的轉(zhuǎn)子和定子齒極間施加電磁場(chǎng)，產(chǎn)生扭矩。通過(guò)快速切換電極就可快速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，并提供增壓器足夠的扭矩。這款電子增壓器不但成本低，還擁有快速的響應(yīng)，充足的動(dòng)力，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)的渦輪遲滯問(wèn)題。

為提高燃效而減小發(fā)動(dòng)機(jī)排量，即實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)“小型化”，主要是通過(guò)增壓技術(shù)提升動(dòng)力輸出。而對(duì)于小排量發(fā)動(dòng)機(jī)而言，在發(fā)動(dòng)機(jī)的低轉(zhuǎn)速區(qū)很難形成強(qiáng)勁的增壓效果。使用電子增壓器后，增壓效果就可以不受發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量的影響，使小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出更出色。

當(dāng)前的電子增壓器也像每次推出的汽車新技術(shù)一樣，先從豪華車開(kāi)始，如在奧迪SQ7上率先得到了使用，而在今年的第15屆北京國(guó)際車展上，在梅賽德斯-奔馳展臺(tái)展出的奔馳S500L 4 MATIC所匹配的全新一代直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)上也出現(xiàn)了來(lái)自48V eBooster？電子渦輪增壓器，帶來(lái)了更迅捷的油門(mén)響應(yīng)，并提高了增壓壓力，使6缸發(fā)動(dòng)機(jī)性能等同于或者更優(yōu)于傳統(tǒng)大型8缸發(fā)動(dòng)機(jī)的性能表現(xiàn)，帶來(lái)更舒適的駕馭體驗(yàn)。通過(guò)縮小發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸，eBooster技術(shù)可使燃油和混合動(dòng)力汽車的燃油效率提升5%到10%。該eBooster技術(shù)采用了無(wú)刷直流電機(jī)、耐用性極佳的釤鈷磁體和高效電力電子配件，可根據(jù)需要提供增壓，與渦輪增壓器共同工作，顯著改善了發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下的增壓表現(xiàn)，且?guī)缀醪粫?huì)產(chǎn)生渦輪遲滯現(xiàn)象。與這款奔馳S級(jí)原采用的最大功率為320kW的4.8L V8發(fā)動(dòng)機(jī)相比，如今通過(guò)搭載eBooster技術(shù)使3.0L直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了同等功率。

伴隨著體積更小的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，尤其是在混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及48V電力系統(tǒng)的普及，采用效果更出色的電子渦輪增壓器的車輛會(huì)越來(lái)越多。