e-boosters能否取代涡轮增压器?

Mónica Redondo    @MonicaRedondoD    28 April 2020     4 min.
e-boosters能否取代涡轮增压器?

未来不久,电子控制系统能否取代涡轮增压器?我们只能拭目以待。

Turbo Coche Desmontado

e-boosters能否取代普通涡轮或涡轮增压器?种种迹象表明可能如此,这些新型电子控制系统很可能让涡轮增压器成为汽车历史。几年前,首批e-boosters原型机问世时,它们与传统涡轮增压器的对比很快显示出,这些新系统能改善柴油发动机的响应。

迄今为止,由电动机驱动而非依靠废气的增压器,只能短时间使用。如今,总部位于莱明顿温泉镇的Aeristech公司推出了一款可全时运行的新型e-booster,可以彻底取代废气涡轮增压器。

涡轮增压器由高温膨胀的废气所释放的能量驱动。发动机负荷越大,能量越多,涡轮增压器响应越快。当发动机压力较低时,废气中的能量减少,涡轮增压器的响应随之变慢。柴油发动机的热效率高于汽油发动机,因此更多燃料转化为机械能而非热能,废气释放的能量也更少。所以,柴油车在低转速运行时,其涡轮增压系统很难及时启动,此时电动增压器便可填补动力空白。

强大电气系统的一大敌人是其产生的热量,而e-boosters的控制器也不例外。由于电动机产生相当高的扭矩,控制器会迅速升温,限制了电机能够连续工作的时间。Aeristech重新设计了e-booster背后的功率电子装置,以降低其产生的热量,同时不减少扭矩。这意味着它可以全时运行,以助力并替代废气涡轮增压器。

Turbo Charger

E-booster对涡轮增压器,谁将赢得这场较量?

新的电气架构将发动机转速的控制与其产生的扭矩大小分开。通常,两者是一起控制的,但在新机制下,控制器产生的热量大幅降低。发动机不仅可以运行更久,还能比平常转得快得多。一般而言,e-boosters的设计最高转速为70,000转/分钟,超过此值电子控制系统便会起限制作用。采用Aeristech设计后,不存在电子限制,48V的e-boosters已测试达到120,000转/分钟。

将涡轮增压器换成e-boosters有什么好处?这些新型电子系统还可用于1.2至1.5升的小型汽油发动机,这类发动机与柴油机一样,在低转速时废气能量不足以让涡轮增压器正常工作。取消废气系统中的涡轮增压器,意味着催化转化器可以更靠近发动机安装,从而更有效地净化排气管排放。这还消除了涡轮增压器造成的排气背压,而排气背压讽刺地可能对油耗不利。

这套新控制系统还可用于安全气囊,例如燃料电池堆所需的气囊,并可与电加热式电子催化转化器配合使用,甚至在发动机启动前就控制排放。此外,Hyundai可能正在研发一种新型安全气囊,安装在车顶,防止乘员在翻车时被甩出天窗。该系统于2017年首次公布,目前仍在完善中,其基本原理是沿全景天窗两侧的两条导轨,在80毫秒内展开,大约比眨眼快五倍。


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