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隨著技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)汽車的技術(shù)要求也越來(lái)越苛刻,不但要求強(qiáng)勁的動(dòng)力,還必須要擁有極高的效率和更加清潔的排放。
這這些要求,也就提高了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的工作要求,而一旦涉及到這樣的要求,人們最先想到的就是,在發(fā)動(dòng)機(jī)上面裝上一個(gè)渦輪增壓器。
但是渦輪增壓器不是萬(wàn)能的,現(xiàn)在要是一提到這渦輪增壓技術(shù),大家可能首先會(huì)想到的就是渦輪增壓技術(shù)的大敵,渦輪遲滯效應(yīng)。
大眾想到的解決渦輪遲滯效應(yīng)的辦法,就是雙增壓,利用機(jī)械增壓和渦輪增壓互補(bǔ)的技術(shù)特xìng,給發(fā)動(dòng)機(jī)配置上一個(gè)機(jī)械增壓器。
但是對(duì)于很多廠家而言,他們認(rèn)為這樣的機(jī)械,其實(shí)沒(méi)有任何的特點(diǎn),而且他們也不像華陽(yáng)動(dòng)力這樣,有一個(gè)金小強(qiáng)這樣的妖孽設(shè)計(jì)師,可以隨隨便便的就設(shè)計(jì)出一個(gè)和任何渦輪增壓器都可以隨便配對(duì)的機(jī)械增壓器。
所以很多廠家,還是選擇在渦輪增壓器上面做文章,畢[ 竟和機(jī)械增壓器比起來(lái),渦輪增壓器可以很容易就達(dá)到更高規(guī)格的增壓比,而且還可以非常有效合理的利用汽車排放的廢氣,減少汽車尾氣的污染。
于是可變截面渦輪增壓器也就應(yīng)運(yùn)而生,步入了汽車設(shè)計(jì)師們的眼簾。
但是當(dāng)時(shí)因?yàn)槿藗儗?duì)汽油車的要求,并沒(méi)有現(xiàn)在這么高,所以這項(xiàng)技術(shù),也就一直停留在了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)代。
直到近些年來(lái)。人們對(duì)汽油車的發(fā)動(dòng)機(jī)的要求越來(lái)越苛刻的時(shí)候。這項(xiàng)技術(shù),才又再一次的步入了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師的眼簾。
其實(shí)要說(shuō)著可變截面渦輪增壓技術(shù),也并不是什么新鮮的玩意,這樣的增壓器,其實(shí)早就已經(jīng)用在了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上面。
這可變截面渦輪增壓器VGT技術(shù),其實(shí)也分為三類,一類是靠在渦輪增壓器的進(jìn)氣喉口,增加一個(gè)可以隨工作狀態(tài)調(diào)整的喉片。來(lái)調(diào)整廢氣的進(jìn)氣量,利用這樣的方法來(lái)達(dá)到改變流通截面的目的。
但是這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,但是缺點(diǎn)也很明顯,就是效率低。
第二種的原理和第一種類似,也就是在渦輪進(jìn)氣截面的后部加裝一個(gè)舌形可調(diào)噴嘴葉片,通過(guò)葉片的擺動(dòng),來(lái)調(diào)整流通截面的的大小,從而達(dá)到目的。
這種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和第一種有些雷同。
在2002年的時(shí)候,菲亞特曾經(jīng)把第一種VGT技術(shù)應(yīng)用在了他們的車子上。并且吹的神乎其神,也忽悠了不少的消費(fèi)者為他們的汽車買(mǎi)單,可是后來(lái)消費(fèi)者們發(fā)現(xiàn),這款增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的效果并不明顯。之后菲亞特的那款車,也就隨之而銷聲匿跡了。
VGT技術(shù)也一度走入了沉淪階段!
直到2008年左右,隨著市場(chǎng)對(duì)汽油渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的需求越來(lái)越大,保時(shí)捷才和博格華納聯(lián)手開(kāi)始開(kāi)發(fā)第三代的可變截面渦輪增壓器技術(shù),并且直到2010年才取得了突破,2012年才開(kāi)始能夠量產(chǎn)。
而金小強(qiáng)現(xiàn)在想要‘設(shè)計(jì)’的就是第三種可變截面渦輪增壓器。這就是這一款后來(lái)被裝在保時(shí)捷新款911上面的可變截面渦輪增壓器。
大家都知道裝配有渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī),都會(huì)有渦輪遲滯效應(yīng),畢竟在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或者低速的時(shí)候,所排出的尾氣的動(dòng)能不夠,不能夠推動(dòng)渦輪的扇葉,所以在汽車低速的時(shí)候,渦輪不能夠介入到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作中來(lái)。
而一般的汽車設(shè)計(jì)師。為了減少這樣的遲滯效應(yīng),一般都會(huì)小尺寸的渦輪增壓器,來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
但是小尺寸的渦輪增壓器雖然反應(yīng)比原來(lái)的靈敏了一些,但是由于他的排氣界面小,所以在汽車進(jìn)入高速運(yùn)作的時(shí)候,他的排氣回壓會(huì)跟隨增加,所以排氣阻力也會(huì)隨之增大,這樣一來(lái)就會(huì)影響到汽車的峰值功率和峰值扭矩的數(shù)據(jù)。
這樣一來(lái)汽車設(shè)計(jì)師們,就想到了VGT可變截面渦輪增壓技術(shù),也就是在小尺寸渦輪的每一片扇葉的邊上,加裝一片可調(diào)整角度的輕質(zhì)扇葉,這片導(dǎo)流扇葉會(huì)根據(jù)車速的提升,增壓器內(nèi)部空氣壓力的增大,以及流動(dòng)速度的改變,而隨時(shí)調(diào)整角度,并且做到隨著增壓器內(nèi)部壓力變大,和氣流速度變快的時(shí)候,形成和原渦輪扇葉同樣的角度,變形成為一個(gè)大渦輪的尺寸,來(lái)隨時(shí)的改變渦輪扇葉的流通截面的大小,通過(guò)這樣的辦法,來(lái)隨時(shí)的調(diào)整渦輪的增壓比和排氣回壓,以及排氣阻力。
其實(shí)這樣的設(shè)計(jì)理念,也是早就存在的,并且早就已經(jīng)被應(yīng)用在了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上面。
但是因?yàn)椴裼蜋C(jī)的排氣溫度一般只有400度左右,所以這樣的渦輪增壓器,在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上可以說(shuō)是應(yīng)用自如。
但是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)則不然,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度,一般可都是高達(dá)400度到1000度之間,所以要想直接把這款應(yīng)用在柴油機(jī)上面的可變截面渦輪增壓器,拿到汽油機(jī)上面來(lái)用那是不可能的。
所以保時(shí)捷和博格華納的工程師,可以說(shuō)是在這幾年的時(shí)間里一直在尋找一種合適的材質(zhì),來(lái)做這款可以應(yīng)用在汽油機(jī)上面的渦輪。
要說(shuō)到這個(gè)渦輪增壓器里面的最難點(diǎn),其實(shí)也就是那幾片可以隨時(shí)調(diào)整角度,配合小型渦輪扇葉工作的導(dǎo)流葉片的材質(zhì)問(wèn)題。
配合汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作的渦輪增壓器,幾十年前就已經(jīng)誕生了,但是這樣的渦輪的扇葉都是固定在渦輪扇上面的,如果想要用這種扇葉的材質(zhì),來(lái)做那種輕質(zhì),可以隨時(shí)根據(jù)氣流速度,和氣壓調(diào)整角度和工況的導(dǎo)流扇葉,那是不行的。
因?yàn)樵瓉?lái)的渦輪扇葉太重了,而心加裝的導(dǎo)流扇葉對(duì)材質(zhì)的要求,是盡可能的輕,并且還要質(zhì)地堅(jiān)硬,不會(huì)輕易變形,并且要有非常強(qiáng)的抗氧化和抗腐蝕的能力,還要能夠適合在600度到1200度的高溫下長(zhǎng)時(shí)間的工作。
就這樣為了尋找這么一種小小的導(dǎo)流葉片的材質(zhì),保時(shí)捷和博格華納的工程師整整找了四年。
最后才行航空特殊鋼的材料里找到了,這種耐高溫,耐腐蝕,抗氧化,工作壽命長(zhǎng)的輕質(zhì)堅(jiān)硬合金。
他們找到這種合金的時(shí)候,簡(jiǎn)直就是欣喜若狂,然后很快就把利用這種合金生產(chǎn)出來(lái)的導(dǎo)流葉片加裝在了渦輪上面,開(kāi)始試驗(yàn),并且立刻就大獲成功。
把這樣的可變截面渦輪加裝在最新款的保時(shí)捷911上面,不但立刻就解決了渦輪遲滯的問(wèn)題,并且在發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩上面都獲得了難以想象的突破。
在使用一顆這樣的渦輪增壓器的情況下保時(shí)捷的91缸發(fā)動(dòng)機(jī),就可以爆發(fā)出500馬力功率,和650牛米的扭矩,這已經(jīng)是屬于V8發(fā)動(dòng)機(jī)的范疇了。
而當(dāng)?shù)诙w渦輪介入到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作當(dāng)中來(lái)的時(shí)候,這款3.8排量的6缸發(fā)動(dòng)機(jī),更是能夠爆發(fā)出530馬力的功率,而扭矩更是能夠提升到令人感到恐懼的700牛米。
這樣的速度和扭矩,簡(jiǎn)直就可以叫做是陸地飛行器了!
由此可見(jiàn)這可變截面渦輪增壓器的威力,不但能夠改變渦輪的遲滯效應(yīng),并且能夠非常明顯的提升發(fā)動(dòng)機(jī)的峰值功率和扭矩,所以不得不說(shuō)這款渦輪增壓器的誕生,是一個(gè)奇跡。
現(xiàn)在的保時(shí)捷還根本沒(méi)想到去和博格華納合作,來(lái)開(kāi)發(fā)這樣一款變態(tài)級(jí)別的可變截面渦輪增壓器,因?yàn)槟壳暗氖袌?chǎng)上的車型,才剛剛不過(guò)是到了普通渦輪增壓器大面積普及的時(shí)代。
所以金小強(qiáng)打算就趁著這么一個(gè)時(shí)間空擋,來(lái)打這些歐美大車商的一個(gè)時(shí)間差。
要知道當(dāng)年這款可變截面渦輪增壓器誕生之后,世界上的其他大車商,也都紛紛大手筆投入,來(lái)研發(fā)這樣的一款渦輪增壓器。
因?yàn)樗麄冑Y金雄厚,而且技術(shù)積累充足,所以很快這款可變截面渦輪增壓器,就成了大路貨。
奔馳,寶馬,沃爾沃,奧迪等世界知名大廠商,很快就都紛紛掌握了這項(xiàng)技術(shù)。
叫法也就變得五huā八門(mén)了起來(lái),奧迪,沃爾沃管這項(xiàng)技術(shù)叫VNT
這款渦輪增壓器的精髓就在于那導(dǎo)流扇葉的材質(zhì),和調(diào)整數(shù)據(jù)參數(shù),調(diào)整數(shù)據(jù)參數(shù),是需要千萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)所積累的,但是現(xiàn)在想要把這種渦輪生產(chǎn)出來(lái)的話,就必須要找到合適的材質(zhì)。
這種把保時(shí)捷和博格華納的工程師,難為了四年的葉片材質(zhì),在金小強(qiáng)看來(lái)卻是稀松平常,因?yàn)樵诤笫浪?jīng)詳細(xì)的看過(guò)這款渦輪增壓器的介紹,還翻墻到外網(wǎng)上差了不少的資料,所以對(duì)于這種葉片的材質(zhì),他是了然于xiōng的。
不過(guò)就是采用粉末冶煉的方式得出來(lái)的鋁鈦合金嗎,里面不就是加入了少量的稀土元素嗎,不就是加入了硼和鋯元素嗎。
要是上輩子保時(shí)捷和博格華納的工程師們,知道他們研究了4年之久的特殊K418系列特殊合金,就這樣被金小強(qiáng)抄襲而去的話,估計(jì)他們非得氣的吐血身亡不可。
很快一款設(shè)計(jì)成功最新一代的可變截面渦輪增壓器,就這樣誕生在金小強(qiáng)的專用設(shè)計(jì)!。