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如果增壓器的內部也有CVT技術,你是期待還是期待呢?

牛車網網友江南_微風 問:

CVT變速器和渦輪增壓可以共存,對嗎?但是,後來想了想,改裝動力之後,CVT的鋼帶很難抗住渦輪增壓的撕扯吧?這算不算是一個發展的瓶頸?

牛車網網友純情小火機 答:

談渦輪技術,可以寫上十萬字出版一本書,也可以三言兩語概括成一句話。顯然,這是一個快速閱讀的時代,所以,一切從簡吧。首先,上一代的奧迪A4L(B7/B8)就已經出現“CVT+增壓系統”的搭配,2.0T引擎搭配縱置CVT變速器換來了很好的經濟油耗,而1.5T的新思域搭配了CVT變速器,動力表現較為強勁。也就是說,某些原廠車型已經可以利用增壓系統克服CVT變速箱內部鋼帶的扭力撕扯了(當然,這種“撕扯”是可控範圍內的撕扯力)。

其實,大家都知道渦輪增壓系統對引擎性能的提升有很高的幫助,不過,有優點也有缺點,以引擎廢氣驅動的渦輪本體通常伴隨著高溫的問題,而小排氣量引擎在低轉速時對渦輪葉片的推力不足就會造成Turbo Lag(渦輪遲滯)現象。而現在的原廠車型多數使用一顆小得可憐的渦輪本體去減少渦輪遲滯的問題,如果你想要換來強勁的動力輸出(升級/改裝),那麼小排量引擎的廢氣又無法高效推動大號渦輪的葉片,此時的油門反應更像老年癡呆,日常用車的便利性也大打折扣。同時,勿忘CVT變速器的存在,高轉高馬力輸出之時,它的鋼帶/鏈條無法承受扭矩傳遞,要麼打滑影響效率傳遞,要麼打滑斷裂報廢鋼帶,因此,激進的改裝操刀手很少輕舉妄動。儘管原廠搭載CVT的增壓車型調校算是出色,但善始善終講求舒適性和平順性的CVT,某種程度而言,它不是給你用來撒野取樂的。

英國的變速箱製造商Torotrak似乎找到了新的方式來解決這個問題,他們的解決方案是將CVT變速器(IVT變速器)的技術植入引擎增壓器之中,而它有了一個名字——V-Charge無級變速機械增壓裝置,它是由Torotrak、福特車廠和巴斯大學共同研發而來的增壓器。

V-Charge採用標準的車用皮帶來驅動,利用一組“環形轉子無級變速系統”來改變渦輪葉片的轉動速率,而這個緊湊型的變速驅動裝置(重量為6kg左右)就是將傳統的離心增壓器與引擎連接起來工作的核心部件,它可以像電動增壓器一樣,在低速狀態時快速旋轉,在更高的轉速下提供所需的氣流,此過程並不受引擎的轉速或廢氣能量的影響,它能獨立地進行運作,自行匹配引擎的運轉需求。

由於葉片轉速可以無級變速控制,V-Charge增壓器就不需要泄壓閥來穩定增壓值了。從不多的資料得知,當引擎轉速為1100轉的時候,進氣渦輪葉片以一萬轉至十萬轉之間的轉速進行增壓,因此,它並不會出現渦輪遲滯的問題。除了上述優勢之外,離心式渦輪葉片還有其他的好處,它可以使V-Charge的進氣溫度比螺旋式增壓器更低,這也有助於解決輕量化引擎要面對的一個根本難題——燃燒溫度過高的問題,傳統的“硬傷”解決之後,假如V-Charge系統的本體內部加大,總排量不變的情況下,增壓的工作效率將會大大提升。

當然,Torotrak老早就將V-Charge的理論階段下放到實驗階段了——Torotrak將它搭載1.0L Ecoboost三缸引擎的福克斯作為實驗用車,原廠的它擁有125ps/17.3kgm的最大輸出,升級增壓器尺寸比原廠稍微大一些的V-Charge之後,動力提升至149ps/24.4kgm的能力。而這個數值,當然是為了專門針對“輕量化”渦輪增壓引擎開發的,理論上也可以直接搭載于傳統CVT變速器一起使用,旨在提高低轉速下的扭矩與瞬態回應性能,怎麼理解這句話呢,其實,它更像是大排量的自然吸氣引擎所營造的一種效果吧。

下圖是Torotrak的環形轉子無級變速系統的組成部件,未來的“小排量+大渦輪”不再出現遲滯的現象,全憑這一無級變速的核心部件進行增壓了。

如果你知道Torotrak自家的IVT變速器內部結構,其實不難理解V-Charge無級變速機械增壓裝置。IVT變速器不僅有一個圓環曲面變速機構,還有一套行星齒輪。低速的時候,引擎機構直接連到行星架,另一方面,通過圓環曲面變速機構驅動太陽輪,從而實現速度的連續變化,因此,它又稱為“速比無限可變變速器”。V-Charge增壓器也是吸取當中的設計,由一隻傳統的離心壓縮器與緊湊型環形變速器組成,以提供所需的壓縮空氣。不過,V-Charge增壓器的結構相對複雜,成本和維護也相對較高。最重要的是,Torotrak並不打算生產V-Charge,而是授權給車廠或者汽車零件供應商使用它的專利進行生產,成本控制當道的今天,搭載使用這款增壓器的機率真的大嗎?

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