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双流道涡轮增压什么意思

双流道涡轮增压什么意思(一文理清,双涡轮增压、双涡流涡轮增压的那些事)

admin admin 发表于2022-09-17 18:43:48 浏览76 评论0

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一文理清,双涡轮增压、双涡流涡轮增压的那些事

双涡轮,双涡流,傻傻分不清?

如今有人问你是否考虑1.0T车型,我想你大概率不会再横眉冷对千夫指,说不定还可能落入真香定律。现如今涡轮增压已经遍地开花,特别是小排量涡轮增压席卷全球,就连一向不待见涡轮的日企也不敢落下。

所以涡轮增压那些事,特别是有关小排量涡轮增压,我们还真的好好关注下。

在遍地开花的涡轮增压发动机中,单涡轮增压最为常见。秉着涡轮越多越高级的惯用逻辑,不缺钱的汽车厂家为什么不选择增加涡轮来提升产品力呢?在双涡轮增压外,我们也总能听到“双涡流增压”的说法,它又指的是什么呢?-双流道涡轮增压什么意思

带着这些问题,我们来说说双涡轮增压、双涡流涡轮增压的那些事。

双涡轮增压的技术特点

在了解双涡轮增压之前,我们有必要先简单了解下涡轮增压的基本特点。

涡轮增压技术主要分为废气增压和机械增压两种。前者主要由内燃机运作所产生的废气驱动涡轮机旋转,由此驱动与涡轮同轴的压气机实现增压。虽然有一定迟滞,但不占用发动机能量、结构简单,定位家用的小排量发动机倾向使用它。-双流道涡轮增压什么意思

大家可能会问了,什么是涡轮迟滞?

其实这是一个时间差的概念,发动机在低转速时产生的废气量低,不足以带动涡轮的运转,需要转速提高废气动力较大时涡轮才能启动。

涡轮迟滞和涡轮体积有关,小涡轮质量轻惯性小,低转响应好,不过在高转时,由于排气截面较小,会使排气阻力增加,最大功率和最大扭矩会受到影响。

正因此,机械增压的优势就表现出来了,它是通过发动机曲轴带动,增压更线性。不过因为和发动机输出轴相连,只要开动起来就在吃功率,因此这种结构多出现在功率富裕的大功率汽车上。

知道了这两种涡轮增压的特点,我们接着说说双涡轮增压。

顾名思义,双涡轮增压就是有两个涡轮增压器。它的目的是获得更快的动力响应,并提升动力表现。按布局方式,双涡轮增压分为并联式和串联式两种。

并联式指每组涡轮负责引擎半数汽缸的工作,两个涡轮通常是在发动机两侧一左一右,工作互不影响。并联式多出现在V型发动机中,因为V型发动机的排气从两边走,一个涡轮很难布置,并联式正好解决了结构紧凑的要求。

基于这两点,像奥迪4.0T V8双涡轮增压发动机就很有特点,由废气涡轮和机械涡轮组合而成的双涡轮增压器巧妙地设计在气缸夹角处,这样会使进排气管路更容易布置,结构十分紧凑。

图为奥迪4.0T双涡轮增压发动机。不是说其他结构的发动机不会采用此布局了,比如宝马3.0L直列6缸涡轮增压发动机,就是并联了两个废气涡轮增压器。

得益于这些技术的加持,这款发动机有着宽泛的扭矩平原,最大扭矩可达到650N·m,最大功率达到382kW。在气缸停用的状态下,ECU会根据车辆负载和发动机工况使动力输出在120N·m~250N·m之间变化。-双流道涡轮增压什么意思

这款发动机还采用了可变气门技术,发动机负荷较低时,2、3、5、8号气缸的进排气门会处于关闭状态。

而所谓的串联式,通常是由一大一小两个涡轮增压器串联搭配而成,小涡轮因为转动惯量小,在低转时就能启动助力,大涡轮则是在中高转时介入,提供充足的进气量,进一步提高输出功率。

比如保时捷959身上那台2.8L V6发动机,小涡轮增压器负责在低转速的时候介入,大涡轮在4200rpm的时候介入,在二者的共同作用下这台发动机可以爆发出500N·m最大扭矩。

保时捷959百公里加速仅需3.6s,在1987年就能有如此出众的表现与这台发动机有很大关系。

说到涡轮类型的不同,和并联式一样,串联式结构还可能采用机械增压器+涡轮增压器模式,机械增压器响应快,适用于低转速阶段,涡轮增压虽然相应慢,但高速表现好,对中高转速区间的动力输出助益很大,后文我们会举例介绍。-双流道涡轮增压什么意思

不必神化双涡轮增压

看到这,大家可能会疑惑了,既然双涡轮增压发动机有这大的魅力,为什么小排量涡轮增压很少使用它们呢?

最直接的原因就是太复杂了,与注重耐用性和维修成本的小排量涡轮增压气质不符。除此外,对小排量涡轮增压来说,通过增加涡轮增压器的个头就可以满足提升功率的基本要求,串联或者并联两个小涡轮增压功率提升效果不见得更好。-双流道涡轮增压什么意思

当然,这些并不能作为小排量涡轮增压不思进取的借口,像大众的1.4TSI双涡轮增压发动机,就兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。

在低转速时,由机械增压提供大部分的增压压力,可以产生约1.3bar压力;在1500rpm时,两个增压器同时提供压力,最高可达到2.5bar。

在转速超过3500rpm时,由涡轮增压器提供所有的增压压力,此时机械增压器在电磁离合器的作用下完全与发动机分离,防止消耗发动机功率。

不过很让人吐槽,海外版本TSI表示的是双增压+分层燃烧+喷射,但到国内版本却是阉割了机械增压和分层燃烧,仅保留涡轮增压和缸内直喷。拿所谓的油品原因来搪塞,很多人并不买账。

双涡流涡轮增压器又是什么?

既然双涡轮不适合小排量涡轮增压发动机,那采用其他方式是否可行?

好似绕口令,我们也会听过「双涡流涡轮增压器」的说法,比如福特的2.0T双涡流涡轮增压发动机、PSA与BMW联合研制的EP6DT1.6L双涡流涡轮增压发动机,他们普遍有着低扭强劲,油耗表现满意的特性。

EP6DT1.6L增压发动机采用了双涡流涡轮增压器等技术,最大功率110kW/5500rpm的,最大扭矩240N·m/(1400-4000)rpm。

有些时候会被大家混淆,以为这是双涡轮技术。它其实是针对涡管而设计的一项技术。我们知道常规的涡轮增压器导入口只有一个,易造成气流相互干扰,在气缸内产生废气残留,影响发动机性能,双涡流技术可以通过对涡管做一些调整,改善这些问题。-双流道涡轮增压什么意思

我们以福特的2.0T双涡流涡轮增压发动机举例,它是将各缸的排气道按点火时刻间隔分成两组(1&4,2&3)分别推动涡轮工作,排气效率提高,再配合轻量化处理的涡轮叶片,使涡轮拥有更快的响应速度,有效地缓解了低速时的涡轮迟滞性,使发动机提早进入扭矩平原,改善燃油经济性。-双流道涡轮增压什么意思

虽然理论上也可以通过调ECU或者安装更成熟的等长排气来增加整车表现,然而这无法改变单涡流排气仅仅只有一个排气通向涡轮的本质。

而要问这项技术近些年最引人注目的是哪位,我们得转移到宝马这边了。从N55开始,宝马发动机的三大核心技术就是双涡流涡轮增压器、连续可变气门升程和缸内直喷。

当年博格华纳涡轮增压系统总裁兼总经理罗杰·伍德对这套系统的评价很高:双涡流技术能产生跟双涡轮增压器相近的效率,但体积紧凑、重量较轻、成本较低。

该项目由博格华纳与宝马共同合作开发而来。

事实上也确实如此,采用此款发动机的宝马535i GT 赛车百公里加速仅需6.3秒,同时油耗被压制到了8.9L/100km,且排放符合欧5和超低排放汽车 (ULEV) II级排放标准。到了今年2月份,宝马又更新了双流道涡轮增压器,将适配于3.0L直列六缸汽油发动机。-双流道涡轮增压什么意思

雅斯顿小结

燃油经济性和环保法规越来越严苛,小排量涡轮增压发动机成为了时下主流之选,更加适用于大排量的双涡轮技术因此受到冷落,现在回看这项技术,还是有很多不舍。不过并不是说小排量就没有技术可言了,双涡流技术因为能产生跟双涡轮增压器相近的效率,结构更加紧凑,相信未来大家会更多听到它。-双流道涡轮增压什么意思

图 | 来源于网络

博格华纳出手!宝马直六引擎升级双流道涡轮增压器,动力更迅猛!

宝马作为一线豪华汽车品牌中以其出色的运动属性而在市场上俘获了大批量的车迷粉丝,在宝马的荣耀史中,直列六缸发动机不但令宝马引以为傲,更是成就宝马运动基因的重要元素之一。

在宝马生产汽车的近百年历史中,汽车动力单元的发展由自然吸气发动机发展到涡轮增压发动机,再到后来的混合动力系统,宝马一直是对直列六缸发动机情有独钟,其推出的直列六缸发动机更是备受市场的好评。

在近十年的时间中,宝马在涡轮增压领域上大步迈进,由N54系列发动机到到后来N55发动机,再到B48和B58发动机,每一款都代表了宝马在涡轮增压技术领域里最新的研发成果。

在宝马当前采用的直列六缸涡轮增压发动机本身在市场上已经非常具有竞争力了,动力性能、燃油经济性、排放效能等等多个方面都做得非常不错了,想要将直列六缸发动机的性能挖掘得更加彻底,选择采用各种技术升级自己的动力总成。-双流道涡轮增压什么意思

近日,作为老牌技术方案供应厂商的博格华纳确认其双流道涡轮增压器已经被宝马配备在自己的直列六缸发动机上。

博格华纳全新的双流道涡轮增压器套件适配到宝马的3.0L直列六缸汽油发动机上之后,宝马新款发动机预计将会向全世界范围的市场上提供250kW、500N·m和280kW、550N·m两个不同功率输出的发动机版本,且这些机型将会大规模应用在当前宝马在售的3系、5系、7系、X5、Z4等乘用车上。-双流道涡轮增压什么意思

宝马一直是热衷于将各种高科技技术下放到自己量产车型上,在动力总成的开发更是非常激进。在涡轮增压的领域上,各家厂商采用的技术都是层出不穷,而博格华纳这次提供的的双流道涡轮增压技术能够产生与双涡轮技术类似的效果,同时由于其体积更小,能够减轻重量并降低成本,所以渐渐得到当前各家汽车厂商的青睐。-双流道涡轮增压什么意思

这项全新的技术据博格华纳热管理和涡轮系统总裁兼总经理Joe Fadool表示:“博格华纳与宝马合作开发和交付这项最新设计,先进的耐高温合金和铸造技术使客户能够开发融合舒适驾驶、优异性能及低转速敏捷响应等优势于一体的低排放发动机。随着该项目的完成,预计将有一大批宝马乘用车搭载博格华纳涡轮增压器。“-双流道涡轮增压什么意思

双流道涡轮增压器相比起普通的单流道涡轮增压器,最大的区别就是在于采用两条口径较小的管道来代替原来的单一的大口径管道,在减少发动机的排气干涉问题的同时也能够优化发动机的增压系统,以此提升增压性能。

当发动机处于怠速或者低功率输出的时候,发动机的排气气流并不强,因此单一的大口径管道就会处于一种压力不足的状态,就不足以带动涡轮,从而就会产生极其严重的迟滞;

对于双流道涡轮增压器则不同,配备了双流道的情况下,发动机处于怠速或者低功率输出的时候,就只需要打开一个流道通过气流,同时也能够产生更高排气压力,迅速推动涡轮;当发动机高速或者高功率输出的状况下,一旦单流道满足不了发动机的增压需求了,ECU就会控制打开另一根流道的阀门,提升发动机的增压效率,这时候就是相当于大口径的单流道的输出,满足发动机的高性能输出要需求。-双流道涡轮增压什么意思

博格华纳给宝马提供的双流道涡轮增压器每个流道可同时供三个气缸使用,排气歧管与涡轮增压器管路分开布置,涡轮增压器内部通过两个独立的螺旋气室将脉动式尾气分别导流,有效防止发动机进排气歧管内的气流互相干扰,极大地帮助了减小发动机低速时涡轮迟滞,让发动机在动力输出上更加接近高性能自然吸气发动机一般的线性动力输出以及灵敏的响应速度。-双流道涡轮增压什么意思

一般地来说,双流道涡轮增压器相比起普通的单流道涡轮增压器的增压系数更强,动力输出和发动机的热效率上自然要更高一点;双流道设计相比起单流道设计的涡轮增压器,尽管工艺更也加复杂,但是却能够换来非常显著的性能提升,更高效地回收废气中的能量,降低寄生性反向损失,改善低发动机转速下的响应速度、低扭输出和排放问题。-双流道涡轮增压什么意思

博格华纳作为一家老牌的硬核技术厂商也表明了自己的这款双流道涡轮增压器同样适用于一些小排量发动机,不过就目前市面在售的车型来看,仅仅是在别克君威、哈弗H7等比较少数入门级的车型中见到,毕竟这种技术没有进一步优化的情况下,大部分厂商是不会轻易大规模下放到入门级的车型中的。-双流道涡轮增压什么意思

不过当前这款全新的双流道涡轮增压器是专门为宝马的高性能车型量身打造的,不惜成本采用了耐高温材料,满足发动机在高温下的高增压系数工作需求,以提高涡轮的增压上限,同时有助于改善燃料与空气的燃烧转换率,减少废气排放。-双流道涡轮增压什么意思

当前宝马自家的发动机技术上可谓是煞费苦心了,放眼市场上宝马的涡轮增压发动机在动力输出曲线上是众多厂商中最为接近自然吸气引擎的一家厂商了,如今再配备上这款来自博格华纳的双流道涡轮增压器,更是如虎添翼。

双涡轮增压是什么意思


涡轮增压是一种提高发动机进气能力的技术,它采用专门的压气机将气体预先压缩再输入气缸,这样,气体的质量将大大增加。一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率可提高大约40%。同时,增压技术还能提高燃油经济性和降低尾气排放。 .
但是普通涡轮增压器在急加速时,动力输出会明显迟滞,功率扭矩图显示其扭矩曲线呈现硬角变化,这是涡轮启动和加速踏板的响应迟滞造成的。Saab开发的Trionic管理系统有效解决了这一问题,整个扭矩曲线呈现出平滑的“拱形”,这使得发动机运行过程中扭矩变化过程更加平顺,从而使驾驶过程更加平稳也更具情趣。
轮增压的全称为废气涡轮增压,一般用“T”表示。涡轮增压是通过排气管出来的高速气体推动转子旋转,从而提高进气管中气流压力的设备。增加气流压力以使更多的空气,也就是更多的氧气进入气缸,这样燃烧就会更加充分,动力也就更大。增压器的两端一边是涡轮,一边则是压气机,废器带动叶片旋转驱动压器机工作,使它向进气管更快,更大量地输送空气。涡轮增压器借助的是高速废气的功能,这部分能量在普通发动机上是白白浪费掉的。借助它的速度,涡轮压器转子可以获得很高的转速,最高转速甚至达到150000rpm上下。 但涡轮增压有个最大的缺点,就是有涡轮迟滞现象:就是在较低转速下时,当踩下油门踏板,发动机不会有较大的动力提升,要等到转速上升到一定程度(一般在2500-3000转),涡轮增压器才开始工作,此时会感觉动力突然上升,但这样往往会影响汽车的乘坐舒适性!
而机械增压却不同:它的转子不是由发动机的废气驱动,而是直接由皮带连接发动机的曲轴,由发动机的曲轴来驱动。而曲轴又是发动机的动力输出轴,这样机械增压器既增了压,但同时也消耗了一部分动力,所以一般机械增压的增压效率都不高。但是机械增压的最大优点就是没有涡轮增压的涡轮迟滞现象,所以机械增压在低转速下的增压效果比较明显,但是随着转速的升高效率也逐渐下降。这与涡轮增压正好相反!
-双流道涡轮增压什么意思

什么是双涡管单涡轮增压


一个涡轮 压气机壳有双流道吧
对于一些气缸比较多的发动机 因为排量大了 小些的单个涡轮不能满足要求 直接用一个大号的涡轮,又不能解决低转速介入迟滞的问题 所以就有了双涡轮增压技术 用两个涡轮 各负责一半数量的气缸 但是 两个涡轮 会造成气流干扰 后来就发展出单涡轮,双流道 这样可以兼顾分批增压 和 气流干扰 两个问题
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