法拉利拥有漂亮迷人的电动涡轮增压器
虽然涡轮增压技术在过去几年里已经有了很大的改进,并且使汽车更加强劲和高效,但是仍然有改进的空间。涡轮增压器消除排气压力,并用它来转动压缩机,迫使进气进入气缸。然而,正如专利中所指出的,这意味着进气压缩机和排气涡轮是物理耦合的,并且必须以相同的速度旋转。法拉利的设计把两者割裂开来,这是一个幸福的分手。
关键是将涡轮增压器的两个部分连接到各自的电机上,它们之间有储能装置。和你在一些奥迪产品上看到的电动助力系统不一样,比如。这些系统像混合动力汽车一样回收能量,储存起来,然后用来驱动进气压缩机。它补充了从废气中获取能量的传统涡轮增压器。
在像奥迪这样的系统中,电动涡轮增压器在传统涡轮增压器不能有效地运行时,特别是在非常低的速度下,可以补充传统涡轮增压器的不足。它工作得很好,但很复杂,是对传统涡轮增压器局限性的解决方案。请参考以下奥迪系统动画。
一般来说,优化涡轮增压是确定每侧旋转产生动力的理想转速之间的折衷。较小的压缩机会更快地产生增压,但在较高的转速下会失去效率。但是高速的废气中有更多的能量。通过将涡轮连接到马达,你可以在整个速度范围内从废气中获得能量,尤其是当发动机推动大量气体时。如果此时不需要,可以将电能储存在电池中。
进气侧的压缩机也配有可逆电机。它与涡轮机没有物理连接,因此只要计算机确定它是有益的,它就可以运行。随着发动机转速的提高,压缩机不需要将转速提高到最佳范围之外,因此浪费的能量更少。在低速时,当传统的涡轮增压器没有足够的废气通过其涡轮侧以在压缩机侧产生有用的增压时,电机可以旋转法拉利的离婚压缩机以提供一些增压。
这实际上消除了涡轮滞后。
最后,在高速运转时,涡轮可以提供足够的动力使压缩机全速运转。因此,它还可以向机械连接到传动系的第三电动机/发电机发送一些额外的能量。这意味着涡轮通过压缩机提供增压,并通过安装在曲轴或变速箱上的电动机/发电机提供额外的机械能,从而提高效率。当然,发动机的总输出功率更大。
还有其他好处。包装,一。由于压缩机和涡轮之间没有物理连接,它们可以放置在紧密的发动机舱内的任何地方。对于传统的涡轮增压系统来说,即使是布局最好的系统,仍然需要大量的管道将废气和压缩进气输送到同一位置。它在进气口附近放置了一个非常热的涡轮,并通过加热进气来降低效率。
但如果压缩机是独立的,你可以把它放在任何地方,有一个更短更直接的进气歧管路径。在某些应用中,它甚至可以消除对增压空气冷却器(中冷器)的需求,从而减轻重量并降低复杂性。
音质是另一个。在典型的涡轮增压汽车中,使用排气压力来旋转涡轮必然会使汽车静音。在某些情况下,法拉利的系统实际上可以使用电力来旋转涡轮,以产生一些额外的排气压力来改善音质——以牺牲一定比例的理论机械功率为代价。对于音调较高的声音,它可以旋转得更快,或者使用电机减速来产生较低的声音。它完全由电脑控制,旨在平衡功率输出和整体音质。
该系统可以消除或补充带有主动阀的排气系统。
这当然是一个迷人的设计,可能对超级跑车和通勤者都有好处。这似乎是可行的,因为我们已经看到汽车公司自己将电动压缩机用于性能应用。我们很高兴看到法拉利可能会在未来获得这项技术,其他公司也可能会尝试类似的东西。