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博格华纳涡轮增压系统技术研讨会成功举办
文章来源:中国汽车发动机网  发布日期:2017-10-23

汽油机可变截面增压技术(VTG)即将应用于大众市场

eBooster可提高燃油效率35%,首款产品已量产

未来几年涡轮增压市场还会保持15%左右的增幅

近日,博格华纳在江苏太仓举办涡轮增压系统技术研讨会,为来自全国各地的汽车主机厂代表介绍了其创新的汽油机可变截面增压技术(VTG),以及应对整车电气化趋势的电子增压产品系列。期间,博格华纳涡轮增压系统中国区及泰国区副总裁兼总经理倪广山还就博格华纳在华业务发展、电气化、涡轮增压行业热点等话题接受了媒体记者的采访。

 博格华纳涡轮增压系统中国区及泰国区副总裁兼总经理倪广山为“博格华纳涡轮增压系统技术研讨会(2017)”致辞

汽油机可变截面增压技术(VTG)即将应用于大众市场

可变截面增压技术(VTG)通过改变废气涡轮的进气截面,能大大提升涡轮增压器的响应和增压效率。据博格华纳涡轮增压系统中国区应用工程总监Marc Neel介绍,由于VTG内部布置有精密且复杂的活动机构,原先主要应用于废气温度稍低一些的柴油机。早在1984年,博格华纳就开发出了第一代柴油机用VTGVTG在废气温度高达1000汽油机上应用,则在近20年后才由博格华纳开创了先河。2002年,博格华纳与保时捷合作研发,于2006年实现了全球首款汽油机VTG的生产。此后十年,博格华纳在让该技术精益求精的同时,也在不断探索将汽油机VTG推广至对价格更为敏感的大众(普通)车市场。

 博格华纳涡轮增压系统中国区应用工程总监Marc Neel

Marc Neel表示,国五落地,国六将至,甚至到国六B阶段对节能减排的要求不断严苛,将直接促进主机厂选用米勒循环发动机。相比现在主流的汽油机奥托循环,虽然米勒循环具有更好的燃油经济性,并降低了废气温度,不过,其低速扭矩性能有所下降。VTG恰好能有效补偿低速扭矩的降低。同时,由于废气温度的降低,VTG原本昂贵的构造也可采用更具经济性的创新材料,进而能将VTG普及到大众车上。他认为,“VTG和米勒循环发动机是最佳黄金组合。”

Marc Neel介绍,博格华纳预计2019SOP的基于第六代产品设计的汽油机VTG,在装配和结构上做了很多改变,进一步提高了VTG的空气动力学效率和可靠性。

 “汽油机VTG的难度在于,旋转的小叶片需要具有超强的耐热、抗变形能力和耐久性,对其材料的选择和优化至关重要。目前,研发的产品完全可满足米勒循环发动机950,并在研发1020,甚至1050℃的升级版VTG6Plus)。”Marc Neel说,“已经有主机厂和我们要950℃的样品,1020℃的升级版技术计划到2018年第一季度发布。事实上,如今面向大众车的VTG成本有了大幅优化,已经与五年前的旁通式涡轮增压器相当了。”他还透露,汽油机VTG现在已经和诸多品牌主机厂共同开发VTG的发动机,相信随着某德国大型汽车厂商采用VTG的新车上市,VTG推广应用会有很大的提速。

 

eBooster可提高燃油效率35%,首款产品已量产

在“满足发动机和整车电气化趋势的博格华纳电子增压产品系列”的主题报告中,博格华纳涡轮增压系统亚洲高级应用工程负责人Kyunghoon Sung重点介绍了两项电子增压技术eTurboTMeBooster®

 博格华纳涡轮增压系统亚洲高级应用工程负责人Kyunghoon Sung

eBooster集成了电子器件,通常需与涡轮增压器协同工作。如业内人士所知,传统的涡轮增压系统最大的困扰是涡轮迟滞。即在发动机转速低时,涡轮增压器并不介入工作。增加eBooster后,当排气流量还带不动涡轮增压器的叶轮时,由电机先驱动eBooster介入工作,提供增压。等到排气流量变大后,通过废气带动另一个涡轮增压器介入工作。涡轮迟滞现象的消除给驾驶者带来了更强劲的动力体验,可以在更短的时间内,扭矩达到最大值。eBooster由电机驱动,只需230毫秒就可以达到电子增压器的最大转速,车辆的加速性和操控感得到显著提升。

 博格华纳电子增压器eBooster

博格华纳电子增压器eBooster

Kyunghoon Sung说,eBooster和涡轮增压器的配合相当于两级涡轮增压器。48V eBooster的瞬时最大功率可达到6.2kW,在发动机高转速运转时也可保持2-3kW持续增压,以辅助涡轮增压器。采用这样的双增压后,进行系统匹配时,低速区以eBooster为主,涡轮增压侧重在中高速区“发功”,进而能全面提升发动机在各个转速时的扭矩,为发动机小型化提供了更多的可能。数据显示,48V eBooster系统可使燃油效率提升多达35%,并能显著降低排放。以2016eBooster实现量产的首个项目戴姆勒-奔驰S Class为例,其原先采用的4.8L V8发动机最大功率为320kW。通过增配eBooster,只采用了3.0L6发动机就达到了同等功率指标。

 

博格华纳电子增压器eBooster

Kyunghoon Sung介绍,已经投产的第一代eBooster具备瞬时工作能力,正在开发中第二代产品将实现持续性工作,计划于2019年推出。根据车辆电气系统电压的不同,eBooster可提供12V48V两种配置。其中,增压功率较小的12V eBooster通常适用于小于2.0升的发动机。他认为,48V eBooster增压效率更大,适用性也更广。国际权威咨询机构分析数据显示,到2027年,60%以上的混合动力是48V。因此,48V将是eBooster的主流应用。

演讲中,Kyunghoon Sung还提及了博格华纳正在研发的一款由电能辅助的集成电机式涡轮增压器eTurbo,虽然eTurbo仍处于概念设计和样机开发阶段,但是其类似eBooster和涡轮增压器合二为一的结构,被视为涡轮增压应对节能减排的未来方案。同时,除了增压外,eTurbo还可集成能量回收功能。

 博格华纳涡轮增压系统技术研讨会现场

未来几年涡轮增压市场还会保持15%左右的增幅

研讨会后,倪广山接受媒体采访时说,虽然整车市场增速有所放缓,但是,涡轮增压器市场增长依然处于高位。今年以来,涡轮增压器市场增长在15%左右,明显高于车市3%-5%的增幅。预计未来几年,国内涡轮增压器市场还会保持在15%左右的增长。再过几年,随着增压器市场基数变大,同比增幅估计会有所下调。

谈到最近国际品牌汽车厂商纷纷公布全部车型电气化时间表,以及日前国家相关部门领导提及正在考虑禁售燃油车时间表引发的行业热议,倪广山表示,新能源或电气化肯定是大势所趋,不过,就目前而言,混合动力才刚刚起步,在新车销售份额中的百分比还只是个位数。按照行业权威机构预测,未来8-10年,新能源车在新车销售中占比在35%-40%左右,这些新能源车中还有很多是仍含有内燃机的混合动力车。换言之,到2027年前,内燃机仍是汽车动力的主流。因此,研发让内燃机更为节能减排的技术,如涡轮增压器等,仍具有重要的现实意义和市场空间。

同时,汽车行业从大趋势上讲需要电气化(电动化),具体到很多零部件总成和系统,也需要电气化。例如,以前的涡轮增压器属于精密机械产品,现在,不仅增加了很多电子控制系统,如博格华纳新研发的eTruboeBooster都已经是电气化了。

作为全球汽车零部件百强企业之一,博格华纳以前的产品确实是以内燃机零部件和动力传动部件为主,但是,近几年来,博格华纳也已经根据行业趋势进行了一些战略调整,推出了新多针对混合动力和纯电动汽车所需的新产品和新技术,如,新能源车用变速器eGearDrive®、电动驱动模块、燃料电池高压空气供应FCAS、新能源动力热管理系统及驾驶室空气加热器等等。此外,博格华纳还在几年前收购了雷米电机公司。可以看出,博格华纳一直是站在行业发展前沿的。倪广山自豪地说,“在过去的几十年,我们是内燃机时代的产品和技术带头人,这充分说明了我们的实力和眼光,在面向未来的新能源发展路上,我们也在积极努力成为新技术浪潮中的领导者。”

 博格华纳涡轮增压系统技术研讨会现场。

博格华纳还在会场周围布置了新产品新技术展示区,除了此次研讨会重点介绍的可变截面VTG增压器和eBooster电子增压器外,还包括双流道涡轮增压技术、多级涡轮增压系统、废气旁通式涡轮增压器、以及球轴承技术等。