两级并联涡轮增压器

Diesel-TwoStage-Parallel.jpg2006年,霍尼韦尔推出业界首创的两级并联涡轮增压技术。目前,越来越多的车企采用这项技术,以实现卓越性能、燃油效率和排放量控制的综合优势。

发动机适用范围

两级并联涡轮增压系统通常用于排量为2.0L以上的柴油发动机,非常适合V6、V8和V10发动机配置。

特点

在两级并联涡轮增压系统中,两台涡轮增压器依次工作。从发动机启动到转速达2400rpm左右时,一级涡轮增压器单独运行,其叶片的位置介于全关闭和几乎半开状态之间,此时二级涡轮增压器不工作。在这一阶段,涡轮阀门和压气机放气阀闭合,而压气机再循环阀处于打开状态。

当发动机转速在2400到2800rpm时,二级涡轮增压器被激活。此时,涡轮阀门开始打开,而压气机再循环阀开始闭合,压气机放气阀打开。在过渡期间,叶片稍稍关闭,以增加增压压力,然后再次打开。

当发动机转速超过2800rpm时,两台涡轮增压器处于全连接模式,即叶片打开到全打开位置。在这一阶段,涡轮阀门保持打开,而压气机再循环阀闭合,压气机放气阀打开。为了保证涡轮增压器两种操作模式之间迅速过渡,此两级系统采用了霍尼韦尔拥有专利的耐高温、耐久涡轮控制阀,该阀门也是涡轮增压系统的关键部件。

优点

与同等排量的柴油发动机相比,霍尼韦尔两级并联涡轮增压系统将车辆加速性能提升了20%。卓越的瞬态特性促进了较长变速比方案的采用。此外,这一涡轮增压系统有助于减少车辆尾气排放,同时降低了后处理复杂性和成本,这是因为低热惯性实现了与单涡轮增压器相同的催化剂起燃。其卓越性能和紧凑型封装设计非常适合V型发动机。

在标致4缸车中,两级并联系统比与同厂2.2L基准柴油发动机相比,扭矩提升了30%,在30-60kph范围内,三档加速也提升了30-50%,加速时间缩短了20%。

在最近的3.0L V6项目中,由于采用了霍尼韦尔两级并联涡轮增压技术,动力和扭矩分别提升了33%和38%(与之前2.7L的发动机相比),油耗减少了12%,二氧化碳排放减少了10%。

发展与未来趋势

2006年,霍尼韦尔两级并联涡轮增压技术首次被应用于标致407和607的2.2L 4缸发动机,以及雪铁龙C5和C6。2009年,3.0L V6美洲虎XF发动机在初级阶段利用了VNT技术在空气动力设计方面的优势,通过提高涡轮和压气机效率而增强了瞬态性能,同时改进后的涡轮阀门设计也将耐高温能力从800°C提升到830°C,因此降低了总体排放量。

因为能够在性能、燃油效率和排放量控制之间达到最佳平衡,霍尼韦尔两级并联涡轮增压系统越来越受青睐。最新一代VNT技术以及球轴承和新型轻质材料(包括TiAl)等的采用,将进一步帮助车企研发出吸引消费者并满足越来越严格的环保要求的轻型柴油车。