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分段壓縮可變噴嘴(SC-VNT)渦輪增壓器
蓋瑞特分段壓縮可變噴嘴(SC-VNT)結構的渦輪增壓技術為混合動力系統(tǒng)所需的高效汽油發(fā)動機的提供了創(chuàng)新路徑。
分段壓縮可變噴嘴渦輪增壓器發(fā)掘性能和油耗表現(xiàn)的最佳潛能
創(chuàng)新的渦輪增壓器結構同時將分段空壓機和可變噴嘴渦輪設置在同一軸上,從而優(yōu)化混合動力(HEV)和插電式混合動力(PHEV)乘用車的重型米勒循環(huán)汽油發(fā)動機的制動熱效率,最終顯著提高制動油耗率(BSFC)并減少二氧化碳排放。
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米勒循環(huán)程度高有助于提高抗爆震性、提前進行燃燒定相并提高發(fā)動機幾何壓縮比,因此最終提高制動熱效率(BTE)。
搭載蓋瑞特的VNT渦輪增壓器后,米勒循環(huán)汽油發(fā)動機能夠在整個發(fā)動機特性圖上的化學計量工況下運行。然而,單級渦輪機的性能潛力僅限于約90 kW/l,最低BSFC約225 g/kWh。在這樣的性能水平下,渦輪增壓器的轉速和壓氣機出口溫度接近其最大限值。
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蓋瑞特開發(fā)的分段壓縮可變噴嘴渦輪(SC-VNT)系統(tǒng)將兩臺空壓機與一臺VNT渦輪組合在同一軸上。當壓氣機與外部級間冷卻器串聯(lián)時,該配置能夠實現(xiàn)達6:1的壓縮比,同時保持渦輪不超速。此外,該系統(tǒng)保持超寬的復合壓氣機特性圖以及優(yōu)異的整體效率。
將這項技術與超級米勒循環(huán)相結合,可以在100-120kW/L的條件下實現(xiàn)接近200g/kWh的BSFC水平。這項技術還可適配所有由于“爆震”現(xiàn)象而受到BMEP限制的火花點火式發(fā)動機。
核心優(yōu)勢
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在WLTC測試中,油耗表現(xiàn)提升6.5%;在P2 48V輕混合動力車(MHEV)的RDE測試中提升8%
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實現(xiàn)超高米勒循環(huán)水平,并在超過100KW/L時,制動熱效率達到42.5%
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單渦輪實現(xiàn)壓力比(PR)~6并改善熱管理和預熱情況
為未來混合動力車提供渦輪增壓技術
蓋瑞特SC-VNT渦輪增壓器優(yōu)化了協(xié)同效應,充分發(fā)揮單渦輪增壓器應用中多個組件的最佳潛力。這項技術已被證明能夠在混合動力系統(tǒng)的汽油發(fā)動機實現(xiàn)超高米勒循環(huán)水平,從而實現(xiàn)顯著效益。
具體包括:
? 在全球統(tǒng)一輕型車測試程序(WLTC)中,效率提升高達6.5%;在P2 48V MHEV的RDE測試中提升8%
? 在超過100kW/L時,制動熱效率達到42.5%
? 單渦輪實現(xiàn)壓力比(PR)~6并改善熱管理和預熱情況
SC-VNT已經證明,在極寬的運行速度和負載范圍內,BSFC低于220 g/kWh,如果增設EGR,BSFC還可能進一步下降。這項技術與利用電動和混合動力系統(tǒng)的環(huán)境效益完全相符。憑借這項技術,汽車制造商可以在不明顯降低比功率的條件下,獲得高效發(fā)動機性能,實現(xiàn)在2025年前達到15%的WLTC二氧化碳減排目標,在2030年前達到37.5%(超過NEDC目標)。