VTG技术首次应用于汽油发动机

发布时间:2010-07-13
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当保时捷驾驶者听到“涡轮增压”时,立即会联想到驾驭保时捷强劲动力的超级体验。新款保时捷911 Turbo一定不负众望,并将重新定义超级动力的非凡体验。这一最新的动力化身是首款使用可变涡轮截面技术(VTG)的汽油发动机。

采用VTG技术的涡轮增压系统:该系统由保时捷和博格华纳联合开发,首次应用于保时捷911 Turbo车型的汽油发动机中

抗高温性能

迄今为止,VTG技术一直以来应用于柴油发动机。它应用于汽油发动机的技术挑战,关键在于开发出能承受高达1000℃排气高温的涡轮材料,而这一温度远高于柴油发动机的排气温度。博格华纳涡轮增压和排放系统部门同保时捷联手成功研发出了用于保时捷911 Turbo车型的使用可变截面涡轮增压器的汽油发动机。涡轮增压系统的心脏是可调涡流截面的导流叶片。这些导流叶片可在低转速、低排气量的工况下关闭,从而增大发动机的进气压力。与传统涡轮增压器相比,这极大地改善了低转速时的响应时间和加速能力。采用VTG技术的汽油发动机在所有转速范围内的效率均明显高于目前采用的标准放气阀式的涡轮增压器。相应地,在各个转速范围内的节油性能也更加出色。

尽管它同应用于柴油机上的可变截面涡轮增压器很相似,但博格华纳的工程师必须重新全面研制释热模块——VTG中最重要的元件——以经得起高温排气的考验。困扰研发的这一特殊难题是要找到耐高温的材料,这一材料需要具有合适的摩擦性能和热膨胀性能,以保证加工出的元件的表面质量和公差符合要求。在研发中,新的太空材料得以应用,其中一些还从未应用于汽车或涡轮增压器。

劲悍的增压动力

新款911 Turbo的3.6L发动机配备有2台带电子控制的可变涡轮截面BV50G涡轮增压器,使得6缸发动机可以产生353kW的输出功率,比上一代车型增加了43kW;扭矩也比先前增加了60N·m,超过610N·m;同时,发动机研制者也得以扩大动力强劲的转速范围,进一步提升本已出神入化的跑车性能。先前的车型在2700~4600r/min的转速范围内才可以达到最大扭矩输出,而这一新款发动机在1900~5000r/min的转速范围内都可以产生619N·m的扭矩。

采用手动变速器的新款保时捷911 Turbo可以在4s内从静止加速到96.6km/h。采用Tiptronic S变速器的车型更是将这一时间缩短了0.2s。两个版本车型的最高速度都为309km/h。在新款911 Turbo上,相比动力增强更令人称奇的是油耗更低,平均油耗达到了13.1L/100km(即美国度量标准18mpg,英制22mpg)。

VTG技术推动技术进步

在VTG首次成功应用于保时捷911 Turbo后,博格华纳预计:在未来10年内该技术将更广泛地应用于汽油发动机。“采用涡轮增压加上燃油直喷技术的汽油发动机将会像柴油发动机一样成功”,博格华纳涡轮增压和排放系统副总裁Hans-Peter Schmalzl博士说。同其他的涡轮增压理念相比,VTG是继放气阀式涡轮增压器技术之后性价比最佳的技术。不需另外的增压设备,VTG就可以提供更大型号自然进气发动机才具备的性能与动力。然而,油耗却大大降低。“VTG涡轮增压器的应用将成为汽油发动机增压系统研发过程中新的里程碑。”Hans-Peter Schmalzl博士接着说道。这也正是博格华纳将在这一领域进行不懈研发的重要原因。

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