在起跑线上开挂奥迪电子涡轮技术解析

　　前段时间，奥迪发布了一款TTclubsportturbo概念车，该车将作为新一代TTRS的设计雏形，全身的大包围、各种凶悍的空气动力学套件看起来确实狂拽炫酷。除此之外，2.5TFSI直列五缸发动机能爆发出441kW(600PS)/650Nm的动力也实在堪称恐怖，升功率竟高达176.5kW(240PS)。这样一对比，升功率132.5kW(180PS)，号称民用最强升功率的AMG2.0T发动机基本可以被羞辱到该投胎再造了。

　　不过在最大动力输出的光环之下，新车的最大亮点却聚焦在一台小小的电子涡轮上。这台发动机真正技术上的创新在于比普通涡轮发动机增加了一台电子涡轮增压器。与传统涡轮增压不同的是，这颗电子涡轮在发动机启动的一刹那就开始工作，和传统涡轮要到一定转速才开始介入相比，这分明就是在起跑线上开挂。

　　为什么主角光环要给这台电子涡轮增压器

　　诚然，这台2.5TFI发动机的最大功率和最大扭矩已经足够惊艳，但它不具有普遍性，也就是说别人很难复制。但是增加电子涡轮增压器这项新技术就可以在很多发动机上实施，这或许能引领一场发动机革命。

　　既然都能扯上革命了，那么革命的本钱在哪里，必须要拿出漂亮的数据才能说服人吧。好，那就展示下。

　　除此之外，在这台2.5TFI发动机上，电子涡轮在低转速区间内甚至还能多提供200Nm的扭矩，这点也是电子涡轮能给出的巨大优势。

　　电子涡轮增压器是如何做到这样的成绩的

　　要回答这个问题，就得把普通涡轮发动机的工作原理和增加了电子涡轮增压器的涡轮发动机工作原理弄清楚。

　　首先看下普通涡轮发动机工作原理

　　但这样就带来了一个问题：即发动机在低转速区间排出的废气推动力不够的时候，废气压力不足以带动涡轮的运转。只有发动机达到一定转速后，废气压力才足以将涡轮带动，此时涡轮增压器才开始发挥功效。

　　增加了电子涡轮增压器的涡轮发动机工作原理

　　正是因为传统涡轮发动机具有涡轮迟滞这样的特性，才引来了本文主角的登场。电子涡轮增压器就是在发动机在低转速区间废气压力不足时，通过电能驱动电子涡轮页扇高速运转，补充发动机低速时传统涡轮压力介入慢的缺点。

　　而这就是最根本的改变，新的电子涡轮的响应速度奇快，仅需0.25秒就能把涡轮的转速从零加到9万转，基本上一起步这台电子涡轮就能全力工作了，继而发动机可以在整个转速区间都处于鸡血状态。

　　电子涡轮结构及配套设备

　　这是一台电子涡轮增压器的截面图，可以看出右侧依然是传统的压气端叶片，而革命性的是在左侧原本的废气端出现了一个高感线圈缠绕的电动机，它取代了传统涡轮的废气端叶片。就是这个小电机，能够在一眨眼的功夫，从零加速到9万转。

　　在如此短的时间内要加速至9万转，普通车辆的12V电源肯定办不到。奥迪的解决办法是通过一个继电器控制的变压器将12V电压升至48V直流电，来直接驱动电子涡轮。

　　此外，如此强大的能量全靠蓄电池也肯定不可行，所以奥迪还在车内增加了一套动能回收装置，在车辆减速时积蓄电能，电流被临时储存到一个安置在车后的超级电容里面。

　　电子涡轮和普通涡轮如何协同工作

　　实际上，在到达一定转速之后，这台发动机的工作状态和一台普通的涡轮增压发动机完全一样。此时，电子涡轮已经彻底不工作了。

　　为何不让它们同时工作

　　为降低最大输出的转速区间，有哪些方案，利弊如何

　　在解决涡轮的迟滞性上，奥迪这次拿出了电子涡轮+普通我涡轮的双涡轮方案，那么除此之外，其它厂家都有些什么措施，下面就简单介绍下：

　　单涡轮双涡管增压

　　暂时使用单涡轮双涡管增压技术的主要为4缸直列发动机，以宝马N20发动机为例。

　　采用了单涡轮双涡管增压技术的这台N20发动机，在1250的低转速时就能达到350Nm的峰值扭矩（高功率版），并能一直持续到4800转，几乎涵盖了日常行车所要用到的转速范围。

　　双涡轮增压

　　双涡轮增压一般用于6缸以上发动机，奔驰、宝马、奥迪均推出了双涡轮发动机。

　　本质上来讲，能提高它响应速度的还是双涡管分组的排气结构，加多一个涡轮提升的是它的最大功率而非低转速动力响应。

　　机械+涡轮双增压

　　这个工作原理其实与电子涡轮+普通涡轮类似，只不过低转速时工作的换成了机械增压器。以大众1.4TSI双增压发动机为例：

　　1.在低转速时，由于废气涡轮的迟滞效应，大部分的增压压力都由机械增压器产生。发动机低转响应性更好，废气涡轮增压器的启动更加平顺。

　　2.当转速达到1500rpm时，两个增压器同时产生作用，总增压值达到2.5bar。随着转速提高，废气涡轮增压器使发动机获得更大的动力，而机械增压器由于摩擦的增大，增压效果逐渐降低。

　　3.当转速超过3500rpm时，发动机管理系统控制电磁离合器分离，使得机械增压器退出工作，减少摩擦损耗。此时，废气涡轮增压器完全提供发动机的增压压力。

　　四大增压方式对比总结

　　这四大增压方式都对传统的增压方式结构进行了改进，都能提高车子在低速状态下的动力表现，但四个也都各有特点。首现双涡轮增压毕竟有两个涡轮，能压榨出的动力最高；而双涡管单涡轮则胜在一个精巧，在结构尽量简单的情况下提高涡轮介入速度；涡轮+机械双增压的目的在于平顺，最大功率提升不明显；电子涡轮+普通涡轮的响应速度最快，0.25s就能全力工作。此外，以这台2.5TFSI发动机为例，超低转速状态下能增加200Nm的扭矩，能顶上一台电动机了。

　　涡轮增压的另一个问题——介入突兀，这么强，将来这台发动机到底给谁用

　　这个问题想必才是大家最关心的，到暂时为止，奥迪把电子涡轮技术分别用在了一台柴油车（RS5TDI概念车）和汽油车（TTclubsportturbo概念车）上，但两台均为概念车。谁能成为量产车中第一个吃螃蟹的，我们暂时也捕获到了一点风声。