罗杰.布什博世马勒涡轮增压系统先进汽油机涡轮增压技术(中文)试卷.pptx

浮动式可变截面涡轮增压：适用于大规模量产的先进汽油机涡轮增压技术 浮动式可变截面涡轮增压 (FNT) 第三届中国国际汽车动力总成峰会 罗杰.布什 博士 2 17.06.2016 汽车业关于实现以下几个方面的关键技术之一 … Dr. Roger Busch … 减少燃油消耗 … 减少二氧化碳排放 … 提升驾乘乐趣 …发动机小型化 ( 体积, 重量) …相比自然吸气式发动机，更高的低速扭矩 （LET），使驾驶性得以提高 涡轮增压式发动机 自然吸气式发动机 介绍 潜能 设计 总结涡轮增压的优势 3 未来的法规提出更高要求 基于NEDC测试循环的百公里二氧化碳排放量【克/百公里】 国五 第2阶段 6.9 升/100公里 5 升/100公里 下一步? 京六 第1阶段 油耗 北京 17.06.2016 220 200 180 160 140 120 100 2015 2010 2005 2000 2020 2025 京六 第1阶段 下一步? 年份 国五 第1阶段 国五 第2阶段 国六 第1阶段 下一步? 中国 Dr. Roger Busch 0 30 25 20 15 10 5 车辆总数* 106 (仅汽油车) 35% 61% 8% 19% 63% 68% 20% 39% 2017 2022 2017 2022 2017 2022 2017 2022 介绍 潜能 设计 总结法规与市场 中国 日本 欧洲 美国 4 NEFZ 1.6升涡轮增压直喷 17.06.2016 275 230 235 240 250 300 350 245 250 200 150 100 50 1000 2000 3000 4000 5000 发动机转速[每分钟] 扭矩[牛米] 发动机转速[每分钟-] 扭矩 [牛米] 自然吸气 全负荷 275 240 245 250 300 发动机小型化显著减少二氧化碳排放 300 350 250 200 150 100 50 300 350 6000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 涡轮增压器通过提高进气密度弥补减小的排量 3.2L升自然吸气式发动机多点喷射 NEFZ WLTC NEFZ 小型化 Dr. Roger Busch 介绍 潜能 设计 总结汽油发动机的发展趋势 发动机小型化的优点 减少发动机摩擦损失 (尤其当汽缸数减少的时候) 将主要运行区间移至发动机高效率区域 改善低速扭矩，从而提高“降速“的潜力 汽油机用废气旁通式涡轮增压器(乘用车) 限制 数值 限制于 涡轮增压器转速 最高每分钟35万转 涡轮增压器 涡轮机进口温度 最高1050°摄氏度 涡轮增压器 涡轮机出口压力 最高4巴 发动机 介绍 潜能 设计 总结汽油发动机用涡轮增压器 5 涡壳 涡轮 中间体 转子 废气旁通阀 电子执行器 压壳 压轮 Dr. Roger Busch 17.06.2016 废气旁通式涡轮增压器的设计 废气旁通式涡轮增压器示意图 废气旁通阀 成本 高温鲁棒性的解决方案 催化剂加热 排放 @ 冷启动 废气旁通式涡轮增压器通常会配备较小的涡轮，来获得较好的低速扭矩和瞬态性能。 高负荷运转时的高排气背压会增加油耗 高排气背压会限制额定功率（以及米勒循环的潜能） 增压压力控制 当增压压力超过期望值，需要限制涡轮功率。 当废气旁通阀打开，部分排气被旁通导致增压压力降低– 因此排气中蕴含的能量“被浪费”。 + - 介绍 潜能 设计 总结废气旁通式废气涡轮增压器 6 Dr. Roger Busch 17.06.2016 可变截面涡轮增压器的设计 可变截面涡轮增压器示意图 可变截面涡轮 在所有工况下都能利用完整的排气能量，增压器效率高增加额定功率，降低油耗 高增压压力减轻了增压器迟滞@低排气能量 成本 增压压力控制 当增压压力超过期望值，需要限制涡轮功率。 低负荷运行时，排气中蕴含的能量降低，可变截面涡轮导流叶片关闭，增加气体流速，提高涡轮功率，从而增加增压压力。 高负荷运行时，排气中蕴含的能量上升，可变截面涡轮导流叶片打开，利用所有的排气能量，没有排气能量被浪费。 + - 可变截面打开 可变截面关闭 介绍 潜能 设计 总结可变截面废气涡轮增压器 7 Dr. Roger Busch 17.06.2016 8 介绍 潜能 设计 总结汽油发动机的废气涡轮增压器匹配 要求 低速扭矩/动态性能 要求额定功率 高增压压力 (低速扭矩) 低转动惯量 (动态性能) 低排气背压 1 2 1.6L 涡轮增压直喷 发