1977年對我們來說，是個特別的日子，對薩博來說，也是個很特別的日子。這一年，薩博99的問世標(biāo)志著“人車合一，貼地飛行”時代到來，而這與其采用渦輪增壓發(fā)動機(jī)有著莫大關(guān)系。也是從那時候開始，汽車發(fā)動機(jī)開始大規(guī)模采用渦輪增壓技術(shù)。

雖然渦輪增壓技術(shù)揚(yáng)名在外，但在超跑領(lǐng)域依然難以撼動自吸的地位，其中一個重要原因是渦輪增壓技術(shù)有個天然缺陷——渦輪遲滯。在起步與低速工況下，渦輪發(fā)動機(jī)表現(xiàn)出動力孱弱，一旦越過葉輪額定轉(zhuǎn)速，動力突突往上竄，這種動力表現(xiàn)非常影響操控體驗感，與超跑精神相悖。

法拉利董事長馬爾喬內(nèi)直言：“我們會繼續(xù)生產(chǎn)V12引擎，渦輪增壓方案是荒謬的，我們不會采取，V12將運(yùn)用自然吸氣以及混動系統(tǒng)?！彼陌l(fā)言粉碎了法拉利V12縮小規(guī)格或V8引擎渦輪增壓化的傳言。

或許意大利人太過傲嬌了，德國人就務(wù)實得多。為了消除渦輪發(fā)動機(jī)的渦輪遲滯問題，德國人為新一代奔馳S級搭載的3.0LV6發(fā)動機(jī)配備了博格華納eBooster技術(shù)?；蛟S這項技術(shù)可以消除馬爾喬內(nèi)對渦輪增壓的誤解。

eBooster，開啟電增壓時代

第一代eBooster的主體結(jié)構(gòu)包括兩部分，左邊是渦輪與進(jìn)排氣通道，與一般渦輪增壓器沒有多大區(qū)別。右邊是永磁無刷電機(jī)，它的優(yōu)點是噪音和體積都很小，而且效率很高，一般90%以上。氣道上腔與電機(jī)之間是PCB板子，負(fù)責(zé)eBooster的低壓控制；下腔與電機(jī)之間是壓力通風(fēng)管。

電機(jī)下方有兩個部件，EMC隔離器，這是為了避免電機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾信號，影響車上其它電器正常工作，電磁干擾是新能源汽車故障干擾源之一。另一個是電機(jī)電源連接器，據(jù)博格華納透露，eBooster有兩種電壓平臺，12V和48V，48VeBooster能產(chǎn)生更大輸出功率，一般在5kW到6kW，最大轉(zhuǎn)速70,000轉(zhuǎn)，且響應(yīng)時間更短，達(dá)到90%最大扭矩僅需270毫秒。雖然48V輸出功率與動力響應(yīng)更好，但考慮到成本與效率問題，2.0升以下發(fā)動機(jī)更適合12V電源系統(tǒng)。

另外，eBooster一共有三種布置方式，一種上游布置和兩種下游布置。上游布置是將eBooster放在渦輪增壓器前面，下游布置都是將渦輪增壓器放在eBooster的前面，一種是eBooster放在中冷器的前面，一種是放在中冷器的后面。

eBooster的布局會影響經(jīng)過eBooster的氣體流量與溫度，三種方式?jīng)]有絕對的優(yōu)勢和劣勢。布局準(zhǔn)則是，如果布置在冷的位置，eBooster電機(jī)工作環(huán)境更好效率更高；如果布置在離發(fā)動機(jī)近的位置，發(fā)動機(jī)動力響應(yīng)會更好。

下圖為eBooster原理圖，空氣經(jīng)過渦輪增壓器后經(jīng)過eBooster或者控制閥，然后經(jīng)過中冷器，最后進(jìn)入發(fā)動機(jī)。

在整個工作過程中，當(dāng)汽車處于起步、加速或者爬坡等工況時，發(fā)動機(jī)需求更多空氣，但是渦輪增壓器短時難以增壓更多氣體，這時控制閥關(guān)閉，eBooster介入工作，經(jīng)過一次增壓的空氣進(jìn)入eBooster完成二次增壓，所以這個發(fā)動機(jī)也用了“雙增壓”。即使廢氣渦輪的增壓不夠，但eBooster是由電機(jī)驅(qū)動，可以即時響應(yīng)，能彌補(bǔ)增壓，使發(fā)動機(jī)吸入更多空氣。

當(dāng)發(fā)動機(jī)處于中高轉(zhuǎn)速達(dá)到需求工況，且排氣量夠多，足以驅(qū)動渦輪提供更多進(jìn)氣，此時控制閥打開，eBooster關(guān)閉，被增壓的空氣從控制閥經(jīng)過，此時進(jìn)氣只被增壓一次。

eBooster的優(yōu)勢，渦輪遲滯將成歷史

采用博格華納eBooster技術(shù)的效果是發(fā)動機(jī)輸出瞬時扭矩更高，同時消除了渦輪遲滯現(xiàn)象，能夠給駕駛者提供更好的駕駛體驗。下圖紅線為搭載博格華納eBooster的福特野馬轉(zhuǎn)速-扭矩曲線，藍(lán)色為相似的柴油機(jī)曲線。

從圖中可以看出，搭載eBooster技術(shù)的發(fā)動機(jī)扭矩在1500rpm時增長了85%，在2000rpm時增長了55%，以及在2500rpm時增長了38%。這個轉(zhuǎn)速以后，發(fā)動機(jī)扭矩逐漸下降，到4500rpm時，eBooster系統(tǒng)關(guān)閉，之后兩臺發(fā)動機(jī)扭矩曲線幾乎同步下降，由于前者是汽油機(jī)，所以扭矩在6000rpm左右時就開始大幅下降。

據(jù)悉，采用eBooster和尺寸較大渦輪增壓器后，福特野馬在所有發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間的扭矩大約提升38%，并且在高轉(zhuǎn)速時輸出功率提高78%。

從上文的分析可知，eBooster技術(shù)能夠提升一定的動力，在一定程度上加速了發(fā)動機(jī)小型化，比如奔馳S級原本打算采用4.0V8發(fā)動機(jī)，最后換成了3.0V6。

另一方面，它還具備一定省油能力。當(dāng)汽車處于加速或者爬坡工況，此時轉(zhuǎn)速比較低，一般會降檔升轉(zhuǎn)速，但如果采用eBooster技術(shù)，可以不用降檔，輕微加速即可獲得較大扭矩，也可以理解為得到同等扭矩時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速更低，進(jìn)而提升燃油經(jīng)濟(jì)性。另外，應(yīng)用eBooster的48V系統(tǒng)可使燃油效率提升35%，節(jié)能減排效果更明顯，所以博格華納稱eBooster與48V是“天作之合”。

eBooster的缺陷，還需更成熟

關(guān)于eBooster布置在何處，目前沒有最好的方案。如果布置在渦輪增壓器后面，那么發(fā)動機(jī)的高溫排氣會“加熱”eBooster左邊的渦輪氣道，右邊的PCB電路板和電機(jī)會受到不同程度的影響，極端情況可能會影響正常工作，這對eBooster的散熱設(shè)計要求很高。如果布置在中冷器后面，一方面可能會升高進(jìn)入氣缸的空氣溫度，另一方面可能會增加一套中冷器，使系統(tǒng)更加復(fù)雜。

eBooster的電機(jī)如果采用12V方案，eBooster的輸出功率僅有是1.7kW，短時間也可以達(dá)到2.4kW，功率不是很高，會導(dǎo)致電增壓不夠，發(fā)動機(jī)無法吸入更多空氣，那么eBooster的價值沒有真正體現(xiàn)出來，并且12V方案對低壓12V電源的輸出功率與容量有一定要求，它必須滿足eBooster能夠在1.0KW輸出功率工況下持續(xù)放電。另外，如果eBooster采用48V方案，輸出功率可以達(dá)到5kW到6kW，電增壓足夠了，但前提是有車載48V電源，然而現(xiàn)狀是48V市場現(xiàn)在并不成熟，搭載48V系統(tǒng)的車型極少，另一個解決辦法是在混合動力汽車上額外配置一個降壓器，不過這樣會增加一定成本。

分析完eBooster，可以發(fā)現(xiàn)，能被奔馳S級采用，說明第一代eBooster量產(chǎn)完全沒問題，只是有些地方還需要優(yōu)化。而eBooster與48V的“天作之合”尚需時間，好消息是，以奧迪A8為首的歐美車型將大規(guī)模采用48V系統(tǒng)，這將加速48V系統(tǒng)的普及進(jìn)度，也是eBooster的機(jī)會。

據(jù)博格華納透露，他們除了eBooster，未來還有eTurbo，它綜合了eBooster和渦輪增壓器，是渦輪增壓的終極進(jìn)化版——電動渦輪增壓器。它的優(yōu)點是完全沒有渦輪遲滯，平順性堪比自吸，同時，發(fā)動機(jī)動力更加強(qiáng)勁，且燃油經(jīng)濟(jì)性更高。

其實，電動渦輪增壓有點類似馬自達(dá)剛剛宣布的SKYACTIV-X發(fā)動機(jī)，都是向氣缸內(nèi)壓入更多空氣，以提高動力，降低油耗。所不同的是，博格華納用的是電動渦輪，馬自達(dá)用的是壓縮機(jī)。

來源：每日汽車

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