[车饰堂 讯] 涡轮迟滞也有偏方治疗?相信很多朋友看见这样的话都会感觉到惊讶。通常,处理涡轮增压的迟滞问题都是用减小涡轮尺寸、减低涡轮重量、采用双涡轮、双涡管或者是比较先进的机械和涡轮的双增压来解决。难道还有其他的办法?来自北欧国度的瑞典萨博就为我们带来耳目一新的技术——SVC技术,成为了有效“治疗”涡轮迟滞现象的偏方。
我想现在大家一定很好奇,这个葫芦里到底是卖的什么药。在我们打开葫芦的之前,还是要分析一下形成涡轮迟滞的“病因”。首先,由于涡轮增压是通过用尾气带动废气涡轮旋转,然后通过连杆带动进气涡轮旋转,来压缩进气。
但是由于在发动机低速的情况下,废气涡轮叶片自身的重量产生的惯性很大,排出的废气量相对较小,无法推动废气涡轮产生转动。这时的涡轮并不工作,其实也就相当于一台自然吸气的发动机。其次,在涡轮增压介入发动机的工作后,它会压缩大量的混合气体进入气缸。这时,气缸里混合气体由于活塞的压缩以及涡轮增压提供的压力,会放出超出正常活塞压缩行程后的温度。
而汽油的抗爆性又不是很好,所以在活塞还没有达到点火的时刻就由于压力过大而提前点燃,从而产生了爆震现象。为了防止这种现象的发生,在设计涡轮增压发动机的时候,便降低了发动机的压缩比。
这样虽然有效的抑制了爆震的产生,但是在前文说到的低速情况下,涡轮增压发动机实际上是相当于一台同排量的自然吸气发动机在工作。而实际上由于压缩比被调低了,所以它的工作效率会大大的降低。也就是说此时的这台涡轮增压发动机是不如一台同排量的自然吸气发动机的。最后导致的结果就是产生了涡轮迟滞的现象。
既然找到病因,那么就要对症下药了。然而我们常规的方法只是一种类似于“头疼医头,脚疼医脚”的做法。比如说减小涡轮尺寸、降低涡轮重量等。虽然可以缓解涡轮迟滞的出现,但是依然不能根本解决。也就是俗话说的“不去根儿”。
了解双增压的朋友此时会说了,大众的TSI双增压不是很好的解决了涡轮迟滞了吗?的确,大众的TSI双增压通过机械增压的在低速情况的最佳工况和涡轮增压在高速情况下的最佳工况有效的解决了涡轮迟滞的现象。
但是它并不是真正在“根儿”上解决的这个问题。设想一下,如果能让发动机的压缩比实现可变,从而让涡流介入之前发动机采用较高的压缩比来获得更好的动力,那么就算是从根上解决这个问题了,这就是我们今天的偏方——萨博SVC变压缩比技术。
虽然,萨博SVC可变压缩比技术以一种“犹抱琵琶半遮面”形式在文章里出现,但是其“可变压缩比技术”几个大字还是足以让广大朋友们为之眼前一震。我们已经知道了,在压缩比过高的情况下,混合气体会提前压燃,而产生爆震。而有了可变压缩比技术后,发动机就可以适时通过ECU来调整发动机的压缩比,以解决爆震的现象。
这是大家会惊喜的发现,涡轮增压技术在发动机中应用的最大障碍不就是如此吗?如果我们在涡轮增压没有工作的情况下采用了较高的压缩比,而在涡轮增压工作的情况下在采用较低的压缩比。不就可以在根本上解决涡轮迟滞的现象了吗?这样,在一台涡轮增压发动机低转速行驶时,虽然由于涡轮增压器没有开始工作,但是通过压缩比的可变技术将压缩比增加到一个可以相当于同排量的自然吸气发动机的压缩比;当涡轮增压发动机高转速行驶时,涡轮增压器介入工作,而发动机的压缩比同样通过可变技术线性降低,以防止爆震的产生。从而减少甚至消除涡轮迟滞现象的产生。
那么萨博的SVC变压缩比技术是通过什么样的方式来实现的呢?首先我们先看看压缩比的定义。压缩比就是指气缸的总容积与燃烧室容积的比值。通过定义我们发现只要改变了分子或分母的任意一个值都可以改变压缩比。实际上发动机的排量不变,我们只能改变燃烧室的容积。萨博SVC变压缩比技术就是通过活塞运动到上止点位置的变化来改变燃烧室容积的,从而改变压缩比的。我们先简单的看一种比较直观的实现方式,就是在气缸的下止点在向下的地方设置为一个可以相互上下活动的结构,这样通过提升和降低这个位置上方的气缸体及气缸盖,就可以改变活塞上止点的位置,从而改变燃烧室的容积,达到可变压缩比的目的。向上提升、压缩比低,向下降低、压缩比高。
之所以要在气缸下止点在向下的位置,是为了不影响活塞在气缸内的正常工作,就是说在变化压缩比的时候是不影响活塞往复运动的。但是这样设计却有很大的难度,比如汽缸体及汽缸盖的上下运动很难实现等。那么为什么还要在这里提及呢?这主要是出于更好的理解萨博SVC变压缩比技术的角度考虑的。相信这时一些朋友已经想到了,萨博就是运用了这样的原理来实现,但是却巧妙的解决了上诉的难题。它通过一个角度的旋转来实现的。同样,在气缸下止点在向下的地方为一个圆心,通过旋转这个圆心上部的气缸体和气缸盖来改变燃烧室的容积。
由于在气缸体和气缸盖这个“整体”在偏离垂线开始旋转的时候(SVC为直列布置),气缸的上止点与曲轴的距离就缩短了,而且是随着角度的增加,与曲轴的距离就越短。在到达曲柄连杆要和气缸体相碰的临界时停止旋转。此时气缸的上止点与曲轴的距离最近,燃烧室的容积达到最小,压缩比最大;与之相反,在这个“整体”没有旋转的情况下,压缩比最大。这个气缸体与气缸盖的“整体”是通过一组摇臂来进行调节的,而这组摇臂是通过ECU来控制的。这样萨博的SVC变压缩比技术就可以实现根据当时的工况由ECU来控制压缩比的变化。实现动力输出及燃油消耗的最佳化。
由于萨博SVC采用了这种方法,因此它可以采用较大的增压值,甚至是强增压。这正是因为一般涡增发动机不愿意用大增压有个很大的原因就是大增压迟滞更明显的矛盾性。但是由于萨博SVC采用了变压缩比技术,低速时可以提供高压缩比,保持发动机以正常的压缩比进行工作,减少甚至消除迟滞现象;在涡轮增压器工作达到最大化时还可以降低压缩比,防止增压过大引起爆震,同时适应强增压;在这两种情况期间,压缩比的变化由于得到了ECU的控制,所以是一个连续的线性变化,使发动机在每一种情况下都能得到最佳的工作效率。
第三代的萨博SVC发动机是一台直列5缸每缸4气阀的发动机。虽然排量为1.598升,但是其工作效率非常优异,它的压缩比能在8:1和14:1之间连续调节。由于时刻都可以保持一个科学的压缩比,所以燃油燃烧充分、效率高、动力强。自然就可以产生225匹的最大功率和304牛米的最大扭矩。其动力性能更是堪比一台3.0升V6的发动机。而油耗却只有普通相同功率发动机70%,并且尾气排放更加环保,达到欧Ⅳ标准。发动机升功率同样能达到150匹每升,这个数值是目前轿车发动机上最高的。
虽然萨博SVC可变压缩比技术的发动机具有这样的神奇的特点,但是毕竟是偏方。由于它复杂的结构以及较高的强度要求,导致了暂时的可靠性差,并且成本也相当高。所以萨博还一直处于研发阶段。但是,我们有理由相信,在未来这种可变压缩比技术会像非处方药一样很平常的进入量产车型中。毕竟,它为我们带来了神奇的效果,对于痴迷涡轮增压发动机完美扭矩平台,又无法忍受涡轮迟滞带来的痛苦的人来时,萨博的这个技术无疑值得期待。(责任编辑:王昆)