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實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)小型化的電動(dòng)超級(jí)增壓器

目前，世界各汽車生產(chǎn)商都在致力于降低汽車CO2排放技術(shù)的研究，汽油機(jī)小型化技術(shù)就是其中一種，但由于汽車動(dòng)力性方面的限制，制約了汽油機(jī)小型化的程度。為解決該問(wèn)題，多在小型汽油機(jī)上配備機(jī)械增壓器或多級(jí)增壓器，但這些增壓設(shè)備不能保證發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)具有足夠的動(dòng)力。對(duì)此，英國(guó)Aeristech公司研發(fā)出一種發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)超級(jí)增壓器（eSupercharger），該增壓器可以提高低速扭矩和瞬時(shí)節(jié)氣門響應(yīng)性能。本文對(duì)該增壓器進(jìn)行了介紹，并將其用于一輛原型車上進(jìn)行測(cè)試。

圖1　試驗(yàn)原型車

應(yīng)用該增壓器時(shí)，選擇德國(guó)馬勒公司生產(chǎn)的一臺(tái)1.2L、3缸小型發(fā)動(dòng)機(jī)作為原型發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行重新配置時(shí)，聯(lián)合使用發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)超級(jí)增壓器和高流量渦輪增壓器，同時(shí)將電動(dòng)超級(jí)增壓器安裝在進(jìn)氣口處，使排氣口熱流大大減少，這樣在發(fā)動(dòng)機(jī)處于較低轉(zhuǎn)速和載荷條件下，將有助于維持催化溫度，最終有效控制CO2排放。為驗(yàn)證該發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，將其安裝在一輛D型原型車上（圖1）。該原型車采用一個(gè)先進(jìn)的48V鉛蓄電池組和一個(gè)48V帶式起動(dòng)機(jī)。所選擇的電池組和起動(dòng)機(jī)需滿足電動(dòng)超級(jí)增壓器的連續(xù)、高功率（＞6kW）輸出，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下的長(zhǎng)時(shí)間工作。循環(huán)測(cè)試工況采用新歐洲標(biāo)準(zhǔn)駕駛循環(huán)（NEDC），記錄其燃油消耗、缸內(nèi)平均有效壓力、峰值功率、峰值扭矩和CO2排放等。結(jié)果顯示，加裝電動(dòng)超級(jí)增壓器的汽油機(jī)，其峰值功率可達(dá)到193kW，比功率輸出也從100kW/L提高至161kW/L。低速峰值扭矩也得到了提升如1000r/min時(shí)達(dá)到237Nm、1250r/min時(shí)達(dá)到317Nm，這相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)平均有效壓力分別為2.5MPa和3.3MPa。預(yù)計(jì)與同樣輸出功率下的普通小型化發(fā)動(dòng)機(jī)相比，燃油經(jīng)濟(jì)性約提高了24%。

Michael Bassett et al.SAE 2016-01-0663.

編譯：李臣