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AUDISQ7映射未来的电心术

2016-06-22王一鸣++丁建军

世界汽车 2016年6期
关键词:气缸排气废气

王一鸣++丁建军

奥迪再次展现出其突破科技的品牌理念,推出了Q7最强性能版本车型SQ7 TDI。从参数来看,它搭载的4.0TDI V8柴油发动机最大功率为320kW,但是峰值转矩却凶残得高达900N·m,从静止冲刺到100km/h仅需要4.8s。不过在这些标榜动力的光鲜账面之下,新车型最大亮点聚焦在了那个能够从起跑线便开始‘开挂的电子涡轮上。

我们知道,传统涡轮增压发动机的工作原理是燃烧室排出的废气推动涡轮旋转,然后涡轮再带动同轴的叶轮旋转,后者在进气管内形成压力来提升进气效率,从而达到提高发动机功率的目的。但这样的设计有一个与生俱来的弊病,即当发动机处在低转速区间时,发动机无法提供充足的废气来推动涡轮,这时在进气道正中央的涡轮压缩端叶片反而成了影响发动机进气效率的累赘,此时发动机就会无力,也就是我们所谓的涡轮迟滞。

正是因为传统涡轮增压发动机具有上述的特性,于是引来了本文主角电子涡轮的登场,而奥迪SQ7则成了史上第一款搭载电子涡轮的量产车型。至于这个电子涡轮增压器,说白了就是当传统涡轮增压发动机处于“疲态”时,通过电能来驱动电子涡轮页扇高速运转,完成即时“补压”,就仿佛是缺氧的病人及时得到了呼吸机。电子涡轮的电机可以用高达70000r/min的转速带动增压气轮向气缸送入压缩空气,继而使发动机可以在整个转速区间都保持鸡血状态。

在全球车企“涡轮化”的时代里,奥迪SQ7腹中这台4.0TDI发动机选择了“双废气涡轮+电子涡轮”的“三增加”方案去优化其动力表现。但如果想搞明白3个涡轮是如何联手为我们上演“三国演义”的,就首先要摸清他们彼此之间的站位。

在当今的大排量V型涡轮增压发动机上,把涡轮夹在两列气缸之间的布局已是很常见的了,宝马、奔驰的V8都这么干过。这样做的优势显而易见,大大缩小发动机的总体积,就好比我们拎着大背包坐在副驾驶位,最优解的解决方案肯定是把包放在两腿之间。然后发动机左右两侧分别是一列气缸,一个涡轮,一套独立的进气、排气系统,一个节气门,并且进气及排气回路也是各自独立的。不过奥迪这次并未墨守成规,SQ7找到了新玩法。尽管新车型两个涡轮的废气歧管依旧是相互独立,也各自使用一个中冷器,看上去貌似是两套独立的系统,但其实这两个废气涡轮并不是严格意义上的并联,而是串联。第一个涡轮是常规涡轮,新鲜空气经过压缩之后,会通过一段“人”字形分流管,接着平均分配到两个中冷器去;而另外一个涡轮是在高转速区间开启的,这是序列式涡轮的特性。不过它排气侧的进气管却和第一个涡轮是并列的关系,而且开启之后,与第一个涡轮形成混联工作的状态。

于是在单废气涡轮工作情况下,虽说该涡轮增压器可以利用有限的排气压力对进气实现增压效果,但在很低的转速区间内,电子涡轮就必须要出马了;在中转速区间内,双废气涡轮串联又能很好地利用排气进行二次增压,实现高爆发;在高转速区间,发动机需要很大进气量,而并联两个废气涡轮的方案又正好迎合了这一工况。奥迪的想法就是在不同的转速区间,通过相互配合尽量最大程度发挥出每个涡轮的优势,实现了一种相对线性的高转矩输出和高转速的大马力发挥。

说到此,可能会有车迷好奇了,既然电子涡轮能够在如此短的时间内提供足够的进气压力,也没有涡轮迟滞的问题,那为什么不直接采用电子涡轮而还是要搭配传统涡轮使用呢?答案很简单,电子涡轮转速最高可达70000r/min,如果保持长时间工作的话,电机可就承受不住了。工程师们更多地是将电子涡轮看作是传统涡轮的一个补充,而并非全新的独立增压方式。

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