【蘇多的回答(13票)】: 謝邀。我不是增壓專業(yè)的,但是跟增壓專業(yè)卡位離得很近...所以我就隨便說兩句吧。 電動增壓優(yōu)點題主已經(jīng)說了,容易控制,可以根據(jù)需要快速調(diào)節(jié)增壓比。另外一個優(yōu)點就是不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速限制,可以在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時提高壓氣機轉(zhuǎn)速,比渦輪增壓低速響應(yīng)更快。 但這兩個優(yōu)勢是否突出呢? 電動增壓轉(zhuǎn)速可控,但轉(zhuǎn)速范圍有限,增壓能力有限。傳統(tǒng)渦輪增壓轉(zhuǎn)速可達(dá)十幾萬轉(zhuǎn),且功率較高,這對電機將是一個極大的挑戰(zhàn)。正是因為這點,單獨的電動增壓不適用于大排量發(fā)動機或小排量發(fā)動機高轉(zhuǎn)速工況。另外,機械增壓的存在使電動增壓低速響應(yīng)快的優(yōu)勢并沒有那么突出。 所以說電動增壓優(yōu)點并不明顯。同時相比利用尾氣能量的渦輪增壓,電動增壓消耗的是發(fā)動機輸出能量,也就是更廢油。 看起來電動增壓一無是處,但是作為輔助增壓它卻是可以起到不小的作用。 一些渦輪增壓發(fā)動機為了改善低速相應(yīng)問題,會另加一個機械增壓。但它需要曲軸驅(qū)動(不知道平衡軸能不能驅(qū)動),增壓器和管路的布置上存在很大困難。電動增壓則簡單的多,可以根據(jù)需要靈活布置,同時它消耗電能,不會直接消耗發(fā)動機低速時本就不高的輸出扭矩和功率(反正不管有沒有電動增壓,發(fā)電機都在工作)。 綜上所述,除極個別小排量發(fā)動機,不適合用電動增壓作為主增壓器。它更適合作為輔助增壓用于某些高端發(fā)動機上。 【匆匆的回答(25票)】: 第一次受到邀請,謝謝 目前來說最大的原因就是能量的來源。 渦輪增壓使用的是廢氣,這種能量只要車輛在行駛就會產(chǎn)生,而且只要車輛在行駛就不會枯竭,是一種相當(dāng)可靠的動力來源。 那么電動渦輪呢?車輛行駛本身是不產(chǎn)生電的,車用電來自于蓄電池,蓄電池的電來自車上一個由發(fā)動機帶動的小發(fā)電機。以現(xiàn)有的技術(shù)水平,電動渦輪具有以下缺點: 1、效率 不管是何種增壓,其目的是增加進氣量,增壓器的轉(zhuǎn)速是以十幾萬甚至幾十萬轉(zhuǎn)計的,而電動機要達(dá)到如此的轉(zhuǎn)速,耗費的能源遠(yuǎn)非現(xiàn)有電瓶能夠承受;如果加大電瓶,勢必增加車重,得不償失;如果降低轉(zhuǎn)速,那么增壓的效果就會非常低。渦輪增壓的效果大家都能看到,增壓100%都是小意思?,F(xiàn)有的大部分車用電動增壓器(不是淘寶上賣的那種噱頭貨哦,而是廠商研發(fā)的實用產(chǎn)品)增壓幅度也就12%-16%,單獨使用遠(yuǎn)不具有實用價值。 2、電壓 其實這算是1的延伸,不過還是單獨列出來可能好理解一些,由于1的問題存在,那么如果想要提升電池的性能,那么現(xiàn)在汽車上12V電壓是不足以滿足電動增壓器的需求的。以奧迪目前正在研發(fā)的,今后將會搭載在新款A(yù)6上的3.0L TDI柴油發(fā)動機為例,它搭載了一個渦輪增壓器和一個電動增壓器,這個電動增壓器峰值功率大約為7千瓦,在現(xiàn)有的12V電壓的話工作電流將要去到583毫安/秒。奧迪目前是采用了48V高壓系統(tǒng),能夠把電子增壓器的工作電流降低至145毫安/秒。但是眾所周知,人體的安全電壓是36V,超過這個電壓就必須對車上的電路系統(tǒng)做更充分的絕緣保護,這無疑會增加造車的成本,車輛安全性的風(fēng)險也會增加。 3、壽命 因為增壓器需要長時間工作,勢必給電池(組)帶來很大壓力,壽命會迅速下降。霍尼韋爾增壓技術(shù)開發(fā)公司工程副主席在訪談中提到過,霍尼韋爾對電動增壓器的研究已經(jīng)超過10年,最大的困難就是要在車上搭載一塊穩(wěn)定的合格供電源。可能有人會說,那混動和純電車也是電池長時間工作,怎么電池沒壓力?這是錯誤的。豐田的混動之所以獨步天下,就是因為其電力管理系統(tǒng)相當(dāng)牛逼,豐田和雷克薩斯的各種混動車型,在J.D. Power和Consumer Reports等專業(yè)機構(gòu)的評測,和消費者的實際檢驗中,就算和傳統(tǒng)自然吸氣動力車型相比,可靠性也名列前茅,相比之下奔馳的S400 Hybird以電池壽命低著稱(我身邊就有一例新車就在2個月內(nèi)換了3套電池組的用戶),寶馬最近推的Le結(jié)尾的這種新車也不斷有電池故障消息出現(xiàn)…而豐田敢于為旗下的混動車型提供6年15萬公里的超長質(zhì)保,可見豐田對其混動系統(tǒng)可靠性的強大信心。而純電方面,特斯拉MODEL S之所以受到追捧,也是因為其獨到的電池管理技術(shù),很多人嗤笑特斯拉使用18650電池是大號充電寶,殊不知把這些電池弄到一起工作是很簡單,但是讓這些電池在一起能穩(wěn)定可靠地工作卻不簡單,以前比爾蓋茨的座駕Fisker和特斯拉自己的Roadster為什么沒有成名?就是因為可靠性低,電池組的故障率高。而Model S非常明顯地提升了純電汽車電池組的可靠性和壽命,才能一炮而紅。 當(dāng)然,電動增壓也并非一無是處,它具有以下優(yōu)點 1、工況穩(wěn)定。渦輪增壓和機械增壓很容易因為汽車或者發(fā)動機運行方式的驟然改變而影響其工作效率,電機增壓不存在以上問題。 2、廢氣渦輪需要發(fā)動機達(dá)到一定轉(zhuǎn)速才能介入,而且停止時存在慣性,這就產(chǎn)生了遲滯。電動渦輪的介入和停止都可以是隨時隨地的,沒有遲滯 3、其原理及構(gòu)造更加簡單,帶來的好處就是安裝方便、成本降低 因此各大廠商也在電動渦輪上做了一些探索,但進展都比較有限。目前我認(rèn)為最成功的電動渦輪增壓應(yīng)用來自于沃爾沃——最新的2.0T Drive-e引擎,這個引擎搭載了三個渦輪,其中兩個廢氣渦輪,剩下的一個就是電動渦輪。但是這個電動渦輪生成的高壓氣體并不是直接導(dǎo)入氣缸,而是用于加速兩個廢氣渦輪增壓器的運轉(zhuǎn)。發(fā)動機處于低轉(zhuǎn)速時,旁通閥將空氣攔截而全部進入電動渦輪,此時發(fā)動機主要依靠電動渦輪來提供壓縮空氣;隨著轉(zhuǎn)速提升,廢氣渦輪開始介入工作,經(jīng)過電動渦輪壓縮的空氣推動廢氣渦輪進行二次增壓;轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高,前面講過,電子渦輪由于轉(zhuǎn)速低,這時對于高速氣流反而成了累贅,這時旁通閥關(guān)閉,氣流直接進入廢氣渦輪,電動增壓器就會關(guān)閉。
借助這樣的設(shè)計,沃爾沃的新發(fā)動機能夠在2.0這樣的排量下爆發(fā)出至少450匹馬力,升功率超過200匹,非常地強大;并且電動渦輪的控制要更精準(zhǔn),動力響應(yīng)隨傳隨到,非常明顯地降低了渦輪遲滯。據(jù)說這款發(fā)動機目前已經(jīng)完成,將會搭載在新的XC90上面。上面也講過,大眾(奧迪)其實也是走的這條路,不過目前還沒有比較確切的產(chǎn)品信息出來。 最后回到題主的第二個問題上:我個人認(rèn)為電動渦輪不會成為未來的發(fā)展方向。綜上所述,在電池技術(shù)沒有明顯突破的情況下,電動渦輪的應(yīng)用始終是受到非常大的限制,不會成為主流;而如果電池技術(shù)取得了明顯突破,那為什么不直接做混動汽車甚至純電汽車呢?因此,電動渦輪在未來會逐漸地鋪開應(yīng)用,但始終只能承擔(dān)一個補充或者輔助的角色。 以上,謝謝 【大納言的回答(1票)】: 看了很多回答,覺得多數(shù)都沒答到點子上。題主問的是電控渦輪,不是機械增壓。 其實我之前看到一項技術(shù),叫電控渦輪或者電子渦輪。主要是電機廠家法雷奧和著名汽車品牌奧迪等廠商在研制。主要思路是,在發(fā)動機低速情況下,廢氣渦輪未響應(yīng),此時由電為動力,驅(qū)動渦輪進行主動增壓。 與其他答友看法不同,我對于此項技術(shù)極為看好。 原因有幾點,第一大家都知道tsi,也就是目前大眾的當(dāng)家小排量技術(shù),在國內(nèi)被閹割,之前被人噴死。那么這種策略的劣勢就在于,要增加機械增壓的零部件,增加了整機成本,,這一套東西跟渦輪成本估計也差不多了,同時增加了故障率,因為又多出一套可能會壞的東西,第三是對發(fā)動機整機布置也會有影響,這就增加了設(shè)計成本,同事你還要考慮標(biāo)定策略等等的因素。所以這總得來說就是很麻煩。那么如果電控渦輪能夠?qū)崿F(xiàn),那么將無形中在發(fā)動機本體減去一塊包袱,以上這些雙增壓的劣勢將被一筆刪除。 那么說電控渦輪現(xiàn)在為什么沒動靜,之前說了只有幾個尖端廠商在嘗試,還有幾種不同的策略。目前我了解到的,一種是全電控,也就是舍棄了廢氣,這種明顯是不明智的。一種是采用兩個或多個渦輪,在低轉(zhuǎn)速使用電控渦輪,高轉(zhuǎn)速使用廢氣,這種對成本也沒什么幫助,相比tis換湯不換藥。最優(yōu)的策略,應(yīng)該說是一個渦輪,集成低速電控,和高速廢氣兩種模式,由外置電機分轉(zhuǎn)速頻段響應(yīng)操作,保證發(fā)動機各工況極盡所能,但這種策略到底在實施上還有多少難點,如何攻克就很難說了,希望最終能夠成功。 【劉澤然的回答(0票)】: 增壓的兩大主流SC和T無論怎么看都是用發(fā)動機帶著增壓器工作,所謂單獨的電T你還需要再設(shè)定一套電機,吃飽了撐的? 【李煊的回答(1票)】: 因為廢氣,是廢棄的能量,而且是高能的廢棄能量,回收利用再合適不過了。 【wangyang的回答(2票)】: 那你這個為嘛不直接用機械增壓? 非要把動能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)換回去? 【黃大大的回答(0票)】: 很簡單的原因。廢氣增壓不損功率 經(jīng)濟性好。電渦輪還在實驗階段 【知乎用戶的回答(1票)】: 電動渦輪的問題在于,不能夠達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速以提供巨大的增壓值,廢氣渦輪工作時的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到十幾萬轉(zhuǎn),這是電動機不容易達(dá)到的。 去年,有曝光說沃爾沃正在研制高增壓值的2.0T4缸發(fā)動機,沃爾沃為了達(dá)到高增壓和大馬力,為這臺4缸發(fā)動機配備了2個廢氣渦輪,但是這樣做就意味著發(fā)動機轉(zhuǎn)速要到比較高的時候才能驅(qū)動渦輪進入工作狀態(tài),而渦輪工作之前,發(fā)動機會一直處于乏力狀態(tài)。為了解決這個問題,沃爾沃又增加了一個電動渦輪,用來補救廢棄渦輪工作前發(fā)動機乏力。 【曾翰軒的回答(1票)】: 首先,發(fā)動機渦輪增壓不僅有廢氣渦輪增壓「tc」還有機械渦輪增壓「sc」。 這里順便說一下tc和sc的區(qū)別是什么?tc將尾氣能量回收利用,提高升功率同時改善燃油經(jīng)濟性。sc用曲軸帶動增壓系統(tǒng),沒有渦輪遲滯,但沒有節(jié)能效益。從而乘用車上幾乎看不到sc,它只在賽車跑車上廣泛應(yīng)用。 增壓的目的是什么?提高升功率,強化汽車動力性,或者配合downsizing改善燃油經(jīng)濟性。 那么現(xiàn)在看用電動機驅(qū)動渦輪。你的目的是什么?節(jié)油或者動力。 如果是節(jié)油,可以看到現(xiàn)在的增程式的混合動力車,他們是將電動機的動力直接輸出,并控制其輸出狀態(tài)保持內(nèi)燃機的工作在高效工作區(qū)以節(jié)油(當(dāng)然還有制動能回收之類的)。所以當(dāng)你能裝一個電動機你為什么要去帶動渦輪而不去直接驅(qū)動車子呢? 如果是動力(這里指改善其動力輸出曲線),那么是通過增加進氣量控制其動力輸出更方便還是直接作為補償電機,隨時補償動力輸出方便呢。答案顯然是后者。 所以這種方案并不可取。 【TopyeahHoward的回答(0票)】: 廢氣渦輪不會影響輸出功率,機械渦輪會影響輸出功率,電驅(qū)動的渦輪一方面也會占用輸出功率,另一方面轉(zhuǎn)速能達(dá)到多少,增壓值多少未必是很劃算的。所以廢氣渦輪是目前能效利用率最好的辦法,相比這幾種而言。機械渦輪一般只適合大排量發(fā)動機。所以常見的增壓車都是渦輪增壓的原因 【李吵吵的回答(0票)】: 因為電動渦輪增壓也需要電力驅(qū)動呀,而且功率還不小,壓氣機可不是吃素的,電力最終還是來自發(fā)動機。廢氣渦輪從廢氣中回收的功率是很客觀,在這屆F1賽車中廢氣渦輪不僅帶動壓氣機,同時還同軸帶動一臺電動/發(fā)電機,在廢氣能量過剩時,可以利用它來發(fā)電,在廢氣能量不足時,可以利用它帶動壓氣機,改系統(tǒng)善響應(yīng)速度,而裝載這里的這顆電動機足足有90kW。將廢棄能量變廢為寶何樂而不為呢。現(xiàn)在奧迪也提出過電渦輪的概念,但不論誰提出使用都是為改善短時的響應(yīng)問題,而不會讓點渦輪長時間輸出,長時大功率輸出點渦輪會遇到和機械增壓一樣的問題,就是經(jīng)濟性變差,增壓提高的功率又被增壓器消耗掉,而廢棄能量又拜拜浪費掉。 【半江的回答(0票)】: 謝邀, 隨口瞎說。 首先我們要了解,為什么汽車要增壓,增壓的目的簡單說就是提高發(fā)動機的進氣效率,以此提高發(fā)動機的熱效率,降低油耗,提高動力性能。 所以渦輪增壓的兩個目的就出來了,一切研究也是圍繞這兩個目的進行的,所以發(fā)展出了渦輪增壓和機械增壓,渦輪增壓就是利用廢氣的殘余動能推一下渦輪,機械增壓則是發(fā)動機直接帶動渦輪。 所以理論上用電機推動渦輪也是可以的,但為啥不用,原因不外乎如下:用電機的話,屬于機械增壓的范疇,而外的電機需要一套傳動裝置,增加設(shè)計難度和成本,而本質(zhì)上還不如直接用發(fā)動機的動力。 【巖濱的回答(0票)】: 有機械增壓啊 【張?zhí)煜碌幕卮?0票)】: 以船舶柴油機為例。先簡單回答一下。日后詳述。 增壓主要分為兩種形式 脈沖增壓 和定壓增壓。定壓增壓因為在柴油機低工況下,會掃氣壓力低,與柴油機配合不合引起喘振等一系列問題。所以,目前解決的辦法有 附加輔助掃氣泵 機械混合 增壓 等等。先睡啦,為考研攢人品。 原文地址:知乎 |
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