實現汽油機小型化的電動超級增壓器

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實現汽油機小型化的電動超級增壓器

目前，世界各汽車生產商都在致力于降低汽車CO2排放技術的研究，汽油機小型化技術就是其中一種，但由于汽車動力性方面的限制，制約了汽油機小型化的程度。為解決該問題，多在小型汽油機上配備機械增壓器或多級增壓器，但這些增壓設備不能保證發動機低速時具有足夠的動力。對此，英國Aeristech公司研發出一種發動機電動超級增壓器（eSupercharger），該增壓器可以提高低速扭矩和瞬時節氣門響應性能。本文對該增壓器進行了介紹，并將其用于一輛原型車上進行測試。

圖1　試驗原型車

應用該增壓器時，選擇德國馬勒公司生產的一臺1.2L、3缸小型發動機作為原型發動機。對該發動機進行重新配置時，聯合使用發動機電動超級增壓器和高流量渦輪增壓器，同時將電動超級增壓器安裝在進氣口處，使排氣口熱流大大減少，這樣在發動機處于較低轉速和載荷條件下，將有助于維持催化溫度，最終有效控制CO2排放。為驗證該發動機的性能，將其安裝在一輛D型原型車上（圖1）。該原型車采用一個先進的48V鉛蓄電池組和一個48V帶式起動機。所選擇的電池組和起動機需滿足電動超級增壓器的連續、高功率（＞6kW）輸出，以確保發動機低轉速下的長時間工作。循環測試工況采用新歐洲標準駕駛循環（NEDC），記錄其燃油消耗、缸內平均有效壓力、峰值功率、峰值扭矩和CO2排放等。結果顯示，加裝電動超級增壓器的汽油機，其峰值功率可達到193kW，比功率輸出也從100kW/L提高至161kW/L。低速峰值扭矩也得到了提升如1000r/min時達到237Nm、1250r/min時達到317Nm，這相當于發動機缸內平均有效壓力分別為2.5MPa和3.3MPa。預計與同樣輸出功率下的普通小型化發動機相比，燃油經濟性約提高了24%。

Michael Bassett et al.SAE 2016-01-0663.

編譯：李臣