[汽車之家 技術(shù)解讀]  一直以來，柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)是奧迪公司重點(diǎn)研發(fā)的領(lǐng)域，自從25年前生產(chǎn)第一款搭載TDI發(fā)動機(jī)的車型之后，TDI技術(shù)已經(jīng)有了飛躍的發(fā)展，而近期奧迪將再一次推廣關(guān)于TDI的新技術(shù)，我有幸在第一時(shí)間了解到了其中的重點(diǎn)內(nèi)容，下面我們就來先睹為快。

● 電動渦輪

　　首先要介紹的是一個重量級的技術(shù)——電動渦輪。其實(shí)電動渦輪已經(jīng)不算是新話題，幾年前就已經(jīng)透露了相關(guān)信息，初期是基于3.0 TDI V6發(fā)動機(jī)研發(fā)的。

　　現(xiàn)階段的電動渦輪增壓還不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)渦輪增壓，而是與傳統(tǒng)渦輪增壓相配合，互補(bǔ)工作，也就是在排氣壓力不足的時(shí)候，利用新增加的電動渦輪來補(bǔ)充進(jìn)氣增壓，彌補(bǔ)低轉(zhuǎn)速時(shí)的動力不足和渦輪遲滯問題。

　　電動渦輪沒有了排氣端的渦輪，所以整體體積要比傳統(tǒng)渦輪小很多。從結(jié)構(gòu)上來講，這個裝置取消了廢氣渦輪而用電機(jī)代替，只保留了負(fù)責(zé)進(jìn)氣端葉輪，所以從機(jī)械角度叫它電子葉輪更為準(zhǔn)確，不過從分類角度來說，我們還是跟隨官方把它稱為電動渦輪，更通俗易懂。

　　電動渦輪增壓的作用和傳統(tǒng)渦輪增壓一樣，只是驅(qū)動渦輪的動力來源由電來代替，所以渦輪的轉(zhuǎn)速不被廢氣壓力所限制，反應(yīng)速度更快。此電動渦輪可以在1秒將轉(zhuǎn)速提升至7萬轉(zhuǎn)/分左右，可以提供最高大于3Bar的壓力，反應(yīng)速度和工作效率要好于傳統(tǒng)渦輪。

　　從工況圖來看，把兩個同為3.0升排量TDI發(fā)動機(jī)放在一起比較，配有電動渦輪的發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速區(qū)域的扭矩更大，峰值扭矩出現(xiàn)在1250-2000轉(zhuǎn)/分，這個1250轉(zhuǎn)/分的峰值扭矩起始輸出轉(zhuǎn)速只是比怠速狀態(tài)高了500轉(zhuǎn)/分左右；而傳統(tǒng)渦輪增壓車型的峰值扭矩則出現(xiàn)在1400-2800轉(zhuǎn)/分，相比可以看出配有電動渦輪增壓的車型在低轉(zhuǎn)速區(qū)域的動力輸出要好于傳統(tǒng)渦輪增壓，同時(shí)最大功率也同樣有優(yōu)勢。

● 電動渦輪使用48V電壓

　　可能有人會問：電動渦輪是需要電能支持的，那用于渦輪動力來源的電能消耗是否會抵消它所提升的動力？對于這個問題奧迪在研發(fā)中也給出了解決方案，除了可以用DC-DC轉(zhuǎn)換器將12V的常規(guī)蓄電池的電壓轉(zhuǎn)換成48V電壓使用之外，還融合了剎車動能回收技術(shù)，利用這些發(fā)動機(jī)之外的動力來幫助電動渦輪提供電能。

　　供電系統(tǒng)使用了48V電壓，這相對于傳統(tǒng)的12V供電系統(tǒng)來說，可以在電線直徑和電機(jī)尺寸方面有更好的優(yōu)化，降低供電損失，而未來48V供電系統(tǒng)也會在汽車領(lǐng)域有更多的應(yīng)用。

● 實(shí)際體驗(yàn)

　　本周我有幸駕駛了搭載配有電動渦輪的3.0 TDI發(fā)動機(jī)的車輛：奧迪RS 5和奧迪A6，不過這兩款車目前還是“概念車”身份，沒有量產(chǎn)。

　　此次體驗(yàn)是在一個小賽道進(jìn)行的，距離不長但彎道很多，可以體驗(yàn)各種速度下的加速。上文中提到電動渦輪主要意義是改善低轉(zhuǎn)速區(qū)域的動力輸出，在多次嘗試了低速區(qū)域的加速后，感覺在低轉(zhuǎn)速區(qū)域的扭矩輸出的確要直接一些，也許是我在體驗(yàn)配有電動渦輪的車型之前，剛剛開過傳統(tǒng)渦輪增壓的3.0 TDI車型，對比感覺更要明顯一些，當(dāng)然這個區(qū)別需要細(xì)細(xì)體會才能察覺，畢竟傳統(tǒng)的渦輪增壓的遲滯問題也已經(jīng)是極度優(yōu)化狀態(tài)了。

　　在出彎加速的過程中，隨著腳掌踩下油門的瞬間，動力能及時(shí)到位，尤其是在連續(xù)深點(diǎn)油門時(shí)更為明顯，踩下去就有爆發(fā)力，加上RS系列車型本身就是運(yùn)動化調(diào)校，所以主觀感受已經(jīng)極為接近自然吸氣發(fā)動機(jī)的感覺，當(dāng)然，此處說的是動力水平相當(dāng)?shù)陌l(fā)動機(jī)，比如奧迪4.2L V8自然吸氣發(fā)動機(jī)。

● RS 5 3.0 TDI賽道視頻

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　　從效果上來講，這套新的渦輪組合的確可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)渦輪在低速時(shí)動力不足的問題，由于電控不受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的物理限制，可以說能滿足所有轉(zhuǎn)速區(qū)間的動力進(jìn)氣壓力需求，不過由于這個新的渦輪組合還沒有量產(chǎn)化，所以技術(shù)穩(wěn)定性方面還要看量產(chǎn)以后的表現(xiàn)。

● 噴油系統(tǒng)

　　噴油系統(tǒng)也是發(fā)動機(jī)極為精密的控制系統(tǒng)之一，特別是對于沒有點(diǎn)火系統(tǒng)的柴油發(fā)動機(jī)來說，調(diào)試和優(yōu)化噴油系統(tǒng)時(shí)需要兼顧比汽油發(fā)動機(jī)更多的因素。

　　奧迪新款的TDI發(fā)動機(jī)在噴油孔和多次噴油方面也有相應(yīng)的優(yōu)化，新款發(fā)動機(jī)采用的是6孔可變噴油嘴，噴油更加均勻，并且可以調(diào)整噴油嘴中的針閥，來適應(yīng)不同轉(zhuǎn)速需要的噴油量。

　　對于柴油機(jī)來說，多次噴油可以改善噪音和有害物質(zhì)的排放。在主噴射之前有兩次預(yù)噴射，這可以降低氣缸內(nèi)的溫度來減少氮氧化物的排放，同時(shí)也可以減小柴油發(fā)動機(jī)在工作時(shí)的“噠噠”聲，而在主噴射之后還會有幾次連續(xù)的小噴射，這可以減少廢氣中顆粒物的排放，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)可以針對每個氣缸的情況單獨(dú)計(jì)算出每次的噴油量及精確的噴油時(shí)間，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

● 柴油顆粒過濾器位置優(yōu)化

　　由于柴油發(fā)動機(jī)的物理特性，在燃燒后的廢氣中會產(chǎn)生碳顆粒，相信大家還記得一些被稱為“墨斗魚”老舊卡車，那些冒出來的黑煙就是這種顆粒，非常污染環(huán)境，對此傳統(tǒng)的三元催化器是無法完美解決的，所以當(dāng)今的柴油車都配有單獨(dú)的顆粒過濾器。但隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越高，各大廠商對于柴油車的排放一直在不斷地優(yōu)化。

　　奧迪新款TDI發(fā)動機(jī)在排放方面的優(yōu)化是：將之前安置與底盤部分的過濾系統(tǒng)改在靠近發(fā)動機(jī)的位置，這套過濾系統(tǒng)包含了三元催化劑、尿素（AdBlue）噴射系統(tǒng)和顆粒過濾器，可以利用前段排氣的高溫來提高顆粒燃燒分解的速度，提高了廢氣催化和過濾的效率。

● 合成燃料

　　奧迪在柴油發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的研發(fā)，除了機(jī)械本身，在燃料方面也有所進(jìn)展，目前已經(jīng)研發(fā)出了一種用可再生能源+水+二氧化碳合成的新燃料（e-fuels），此燃料不會破壞傳統(tǒng)能源、生物能源，也不會干擾食品生產(chǎn)，并且可以與現(xiàn)有的材料混合使用。

　　生產(chǎn)這種合成燃料的基料是一種特殊的藻類微生物，利用自然或者工業(yè)產(chǎn)生的沼氣作為介質(zhì)，加入鹽水或者是帶有鹽分的工業(yè)廢水為介質(zhì)進(jìn)一步生產(chǎn)。除了生產(chǎn)燃料過程中減少對于環(huán)境的破壞，在產(chǎn)能方面相對于現(xiàn)有的生物柴油來說也有很大提升。

● 總結(jié)：

　　電動渦輪概念的誕生再一次將面臨瓶頸的渦輪增壓技術(shù)又打開了一扇小窗戶，不僅進(jìn)一步增強(qiáng)了發(fā)動機(jī)動力的輸出，更讓遲滯這個“去不了根兒”的毛病看到了希望。此外，回看上文介紹的幾項(xiàng)關(guān)于柴油發(fā)動機(jī)的技術(shù)點(diǎn)，除了在動力方面的訴求，還有一個共同的設(shè)計(jì)初衷，就是節(jié)能和減排，這是也在越來越嚴(yán)格的排放政策要求下的必然趨勢。我們認(rèn)為，在電動車時(shí)代到來之前，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)還是有空間可以挖掘的，包括文章最后介紹的可再生環(huán)保燃料概念，都是事半功倍的技術(shù)，希望這些技術(shù)能夠盡早地得到應(yīng)用。（圖/文 汽車之家 汪淼）

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