在國內(nèi)小排量發(fā)動機趨勢越發(fā)明顯的今天，渦輪增壓正成為各大主機廠不得不采用的技術(shù)，即使是堅持自然吸氣的日本企業(yè)，如今也全面布局小排量渦輪增壓發(fā)動機。那么，我們常說的渦輪增壓是如何使小排量發(fā)動機有著接近甚至超過大排量發(fā)動機的表現(xiàn)呢，蓋世汽車研究院特此全面分析。
首先，渦輪增壓器位于發(fā)動機進排氣系統(tǒng)，通過壓縮空氣來增加進氣量。在工作的時候，其利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，從而帶動同軸的葉輪，葉輪再壓送空氣，使之增壓進入氣缸。
在國家要求2020年國產(chǎn)乘用車平均油耗5.0L/100km的背景下，節(jié)能技術(shù)的研發(fā)和成本對于車企是一大難點。目前的趨勢是，主力車型裝載渦輪增壓器強調(diào)低排放，高動力的優(yōu)勢。外部環(huán)境下，嚴(yán)格的排放和油耗標(biāo)準(zhǔn)則是促進渦輪增壓發(fā)展的重要因素。
渦輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動機進氣量，從而提高發(fā)動機的功率和扭矩。蓋世汽車發(fā)現(xiàn)，渦輪增壓技術(shù)可提高近20%的燃油效率并且可在功率不變的前提下，降低發(fā)動機的整體尺寸，從而降低質(zhì)量，減小成本。
上圖我們列出了渦輪增壓器的主要零部件，其主要的生產(chǎn)工藝為鑄造、數(shù)控加工等，在關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)及檢測設(shè)備上我國與國外還存在著明顯差距，這就制約了我國渦輪增壓器的發(fā)展。蓋世汽車研究院對我國的渦輪增壓器企業(yè)的建議是，在渦輪葉輪方面，我國應(yīng)采用國外金屬注射成型和電磁鑄造兩大先進工藝；在轉(zhuǎn)子方面，進一步加強機床穩(wěn)定性研究；在檢測設(shè)備方面，應(yīng)提高自動化水平及測試技術(shù)創(chuàng)新。因此，提升制造裝備水平成為國內(nèi)企業(yè)提升競爭力的重要舉措。
在先進材料方面，由于渦輪轉(zhuǎn)速高、工作溫度高，因此對于軸承要求很高，用滾珠軸承代替浮動軸承，增壓器總效率可以提高5%-7%。渦輪增壓器新材料主要是鈦合金和陶瓷材料，它們具有良好的耐熱性，能夠顯著提升發(fā)動機的性能。
值得一提的是，渦輪增壓器未來的發(fā)展趨勢是電子增壓技術(shù)，電子增壓是用電機代替排氣來推動渦輪旋轉(zhuǎn)，可以消除渦輪增壓普遍存在的渦輪遲滯現(xiàn)象，因為電機的控制更精準(zhǔn)。電子增壓器目前還沒有普及，因為電子增壓器的工作需要電壓支持，但是現(xiàn)在汽車上12V電壓是不足以滿足電子增壓器需求的。
據(jù)了解，奧迪SQ7裝配的是來自法雷奧Valeo的電動渦輪增壓器，目前已經(jīng)開始量產(chǎn)，并且搭配48V系統(tǒng) 。SQ7配備的V8發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速依靠電動渦輪增壓，高轉(zhuǎn)速依靠傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓，基本解決了渦輪遲滯問題。
在市場格局方面，全球增壓器市場的主要有霍尼韋爾、博格華納、三菱重工、IHI，他們都已經(jīng)在中國境內(nèi)設(shè)立了獨資或合資企業(yè)，占據(jù)了中國乘用車市場大約95%市場份額。
相比而言，國內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)能規(guī)模、研發(fā)實力、管理等方面與上述國際巨頭還存在明顯差異。目前寧波豐沃、康躍科技、湖南天雁、濰坊富源、奕森科技等國內(nèi)品牌企業(yè)，也正在努力提升自己的研發(fā)實力，打破國際巨頭對國內(nèi)高端增壓器市場及汽油機增壓器市場的壟斷。
根據(jù)蓋世汽車研究院整理，隨著近年市場規(guī)模的增長，中國乘用車渦輪增壓器滲透率從2013年的22%增長到2016年的32%，達到765萬臺。蓋世汽車研究院預(yù)測，基于國家要求2020年國產(chǎn)乘用車平均油耗5.0L/100km的背景下，2020年渦輪增壓滲透率將達到48%。
渦輪增壓器供應(yīng)商諸如霍尼韋爾，主要配套客戶有奧迪、寶馬、戴姆勒、福特、標(biāo)致、雷諾、日產(chǎn)等；博格華納主要配套客戶有阿爾法羅密歐、奧迪、賓利、寶馬、標(biāo)致、日產(chǎn)、雷諾、福特等；國內(nèi)供應(yīng)商諸如奕森科技主要配套客戶有上汽，奇瑞等；如需獲取更多上中下游供應(yīng)鏈配套篇請掃描下方二維碼。
