[汽車之家 技術解讀]  一直以來，柴油發(fā)動機技術是奧迪公司重點研發(fā)的領域，自從25年前生產第一款搭載TDI發(fā)動機的車型之后，TDI技術已經有了飛躍的發(fā)展，而近期奧迪將再一次推廣關于TDI的新技術，我有幸在第一時間了解到了其中的重點內容，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——電動渦輪。其實電動渦輪已經不算是新話題，幾年前就已經透露了相關信息，初期是基于3.0 TDI V6發(fā)動機研發(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，互補工作，也就是在排氣壓力不足的時候，利用新增加的電動渦輪來補充進氣增壓，彌補低轉速時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。從結構上來講，這個裝置取消了廢氣渦輪而用電機代替，只保留了負責進氣端葉輪，所以從機械角度叫它電子葉輪更為準確，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，只是驅動渦輪的動力來源由電來代替，所以渦輪的轉速不被廢氣壓力所限制，反應速度更快。此電動渦輪可以在1秒將轉速提升至7萬轉/分左右，可以提供最高大于3Bar的壓力，反應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)動機放在一起比較，配有電動渦輪的發(fā)動機在低轉速區(qū)域的扭矩更大，峰值扭矩出現(xiàn)在1250-2000轉/分，這個1250轉/分的峰值扭矩起始輸出轉速只是比怠速狀態(tài)高了500轉/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/分，相比可以看出配有電動渦輪增壓的車型在低轉速區(qū)域的動力輸出要好于傳統(tǒng)渦輪增壓，同時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轉換器將12V的常規(guī)蓄電池的電壓轉換成48V電壓使用之外，還融合了剎車動能回收技術，利用這些發(fā)動機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)也會在汽車領域有更多的應用。

● 實際體驗

　　本周我有幸駕駛了搭載配有電動渦輪的3.0 TDI發(fā)動機的車輛：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。

　　此次體驗是在一個小賽道進行的，距離不長但彎道很多，可以體驗各種速度下的加速。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，感覺在低轉速區(qū)域的扭矩輸出的確要直接一些，也許是我在體驗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，當然這個區(qū)別需要細細體會才能察覺，畢竟傳統(tǒng)的渦輪增壓的遲滯問題也已經是極度優(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，動力能及時到位，尤其是在連續(xù)深點油門時更為明顯，踩下去就有爆發(fā)力，加上RS系列車型本身就是運動化調校，所以主觀感受已經極為接近自然吸氣發(fā)動機的感覺，當然，此處說的是動力水平相當的發(fā)動機，比如奧迪4.2L V8自然吸氣發(fā)動機。

● 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傳統(tǒng)渦輪在低速時動力不足的問題，由于電控不受發(fā)動機轉速的物理限制，可以說能滿足所有轉速區(qū)間的動力進氣壓力需求，不過由于這個新的渦輪組合還沒有量產化，所以技術穩(wěn)定性方面還要看量產以后的表現(xiàn)。

● 噴油系統(tǒng)

　　噴油系統(tǒng)也是發(fā)動機極為精密的控制系統(tǒng)之一，特別是對于沒有點火系統(tǒng)的柴油發(fā)動機來說，調試和優(yōu)化噴油系統(tǒng)時需要兼顧比汽油發(fā)動機更多的因素。

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

　　對于柴油機來說，多次噴油可以改善噪音和有害物質的排放。在主噴射之前有兩次預噴射，這可以降低氣缸內的溫度來減少氮氧化物的排放，同時也可以減小柴油發(fā)動機在工作時的“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，同時這項技術可以針對每個氣缸的情況單獨計算出每次的噴油量及精確的噴油時間，提高燃油經濟性。

● 柴油顆粒過濾器位置優(yōu)化

　　由于柴油發(fā)動機的物理特性，在燃燒后的廢氣中會產生碳顆粒，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，所以當今的柴油車都配有單獨的顆粒過濾器。但隨著環(huán)保標準的要求越來越高，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)動機領域的研發(fā)，除了機械本身，在燃料方面也有所進展，目前已經研發(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，并且可以與現(xiàn)有的材料混合使用。

　　生產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)產生的沼氣作為介質，加入鹽水或者是帶有鹽分的工業(yè)廢水為介質進一步生產。除了生產燃料過程中減少對于環(huán)境的破壞，在產能方面相對于現(xiàn)有的生物柴油來說也有很大提升。

● 總結：

　　電動渦輪概念的誕生再一次將面臨瓶頸的渦輪增壓技術又打開了一扇小窗戶，不僅進一步增強了發(fā)動機動力的輸出，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關于柴油發(fā)動機的技術點，除了在動力方面的訴求，還有一個共同的設計初衷，就是節(jié)能和減排，這是也在越來越嚴格的排放政策要求下的必然趨勢。我們認為，在電動車時代到來之前，傳統(tǒng)的內燃機技術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，希望這些技術能夠盡早地得到應用。（圖/文 汽車之家 汪淼）

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