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那些不喜歡現在F1賽車中正在使用的搭載(zǎi)渦輪增壓混動V6引擎動力(lì)總成的(de)人們將會在幾年後也開上擁有(yǒu)類似(sì)技術的汽車。鑲嵌在渦輪機和壓縮機連接軸上的直流電動機可以使渦輪(lún)全速旋(xuán)轉而(ér)不必使用廢氣來驅動,而且這可以幾乎在瞬間完成,從而使(shǐ)渦輪遲滯(zhì)幾乎降低為零。
因此(cǐ),在傳統(tǒng)渦輪發動機中渦輪還未能被驅動的低轉(zhuǎn)速區間,電動機驅動(dòng)的渦輪可以彌補掉傳統(tǒng)渦輪發動機(jī)的動力響應不足。雖然目前部分高端車型配備的(de)機械渦輪雙增壓(yā)同樣可以達到此效果,但其(qí)成本(běn)高、占用空間(jiān)大等問題使得普通車輛無法普及這樣的技術配置。
其(qí)次,由於是電力驅動通過軟件可以更加準確和方便(biàn)地(dì)控製增壓功率。同時,電動渦輪將(jiāng)會利用多餘廢氣的能量重新發電,而不是讓其(qí)在渦輪高(gāo)負荷運轉的時候繞過渦輪(lún)浪費掉(diào)。一個超級電容將會用來(lái)儲(chǔ)存(cún)這些(xiē)電能,來驅動渦輪或者其他用電的零件,就像是(shì)一套可發電的混(hún)動(dòng)係統。因此,使用電動渦輪的結果是帶來了更快的動力傳輸和更高效的燃(rán)油經濟性。
我們已經在福(fú)特福克斯和奧迪的柴(chái)油原型車上見到過電(diàn)動機械增(zēng)壓,雖然原理略有不同,並不與排氣管(guǎn)相連。不過,先不考慮電動渦(wō)輪在量產車上未經(jīng)證實的(de)可靠性,它與電動機械增壓(yā)都麵(miàn)臨同樣一(yī)個^大(dà)的問題:在工作時需要很(hěn)高的電力支持作為能量(liàng)來(lái)源,或者說需要消耗更多的能量。
在峰值負荷時,電動渦輪增壓需要48伏的電壓驅(qū)動,但廠商們對重新設計他們(men)目前的12伏係統並沒有展現太多興趣。同時,由於功率以及有些采用軸流式渦輪結構的限製,電動渦輪在高負荷(hé)工況下很難(nán)達到(dào)傳統渦輪機的效率。
所以,為滿足高電壓的需(xū)求,上文提到F1賽車技術中的渦輪發電機需要進一步在(zài)量產車上(shàng)提高將廢氣轉化為電能的效率。或者,傳統混動車型上的高電壓電池可(kě)能會(huì)被采用提供電動(dòng)渦輪的驅動力。而且,如果執(zhí)意通過電力尤其是高負(fù)荷狀態下達到傳統渦輪機相同的效果,能耗比、散熱、壽命以及電動機係統的重量等同樣是潛(qián)在的問題。
也許低轉速區間采用電動渦輪,配合高轉速區間切換為(wéi)傳(chuán)統渦輪不失為一(yī)種兩全的方法,比如沃爾沃和奧迪就在這種方向上發展。但同樣有像斯巴魯這樣(yàng)在技術上追求^的公司,采用了更為激進的使用電(diàn)動渦輪在全轉速區間工作的(de)方法,徹底取(qǔ)代傳統渦輪。
但是退一步說,即使我們克服了各種(zhǒng)技術問題,采用電動渦輪的必要(yào)性仍(réng)然還在各方討論中。這是因為,從根本上說(shuō),電動渦輪是需要額外動力的,這與使用廢氣作為動力的傳統渦輪機的在節能的目的上是相悖的。所以在節能與性能(néng)之間找到一個合適(shì)的平衡點(diǎn)也是在日後需(xū)要人們去(qù)探索的。
由於結構上的限製,傳統渦輪增壓器有其天(tiān)生的不足之處。而在我們設計出彌補這些不足的想法(fǎ)後,目(mù)前來講如何將這(zhè)些新技(jì)術應用到車輛上對硬件材料同樣是一大考驗。比如上文提到的可以承受超高(gāo)溫(wēn)度的材料便是渦輪係統向達(dá)到更高熱效率發展(zhǎn)的(de)一個(gè)瓶頸。
進一步說,隨著科技日益發展和進步,我們相信(xìn)類(lèi)似以上(shàng)提到的技術問題會很快得(dé)到解決。但是,盡管更小的渦輪增壓引擎在美國環保署(EPA)的測(cè)試中取得了更好的成(chéng)績,然而與自然吸(xī)氣發動相比,在許多路試中(zhōng)小型渦輪增壓並沒有達到宣(xuān)稱的油(yóu)耗水平。
現在測試儀器上認可的成績往(wǎng)往在現實道路中無(wú)法合格,說明當前檢驗技術效(xiào)果的手(shǒu)段還不夠完善,距離完全真實的駕駛環境有一定的距離。所以(yǐ)下一(yī)步更需要解決的是找(zhǎo)到一種將不(bú)同情況合適匹配的(de)方式,以便能(néng)在現實中完全達到實(shí)驗室和測試(shì)台上取得的成(chéng)果,否則一切也隻是紙上談兵。