20世紀50年代,Garrett(蓋瑞特)首次發佈VGT渦輪增壓技術。而到了80年代末,本田Legend 將其應用在了C20A引擎上,並命名為VNT渦輪。
在假設渦輪材質都差不多的情況下,往往渦輪的效率會受限於慣量的影響,導致並不能很好的顧及更廣泛的速域,這就是我們在駕駛中經常遇到的“渦輪遲滯”現象:
小慣量渦輪雖能更好的讓整車在低速工況獲得最優動力輸出,但在高轉速區間其卻因渦輪的排氣扇葉截面尺寸偏小從而導致了排氣回壓,阻礙排氣效率,最終限制了功率與扭矩的峯值。
大慣量渦輪,同理雖能在更高轉速下獲取更強的動力輸出,但偏大的扇葉尺寸又導致了低速區間的遲滯現象。
而VGT渦輪的出現則是在保證渦輪體積一定的同時,實時調整渦輪A/R值,這也讓VGT截面渦輪成為升級渦輪效率的重要技術之一,英文為Variable Geometry Turbocharger。但VGT曾經受限於材質耐熱性,其很長一段時間裏多在柴油發動機中應用(柴油發動機的排氣温度要低一些)。因此,當前能夠實現VGT對汽油引擎進行搭配的車企從核心技術攻關角度而言,也是值得肯定的。
VGT實質上是對渦輪導流葉片的實時截面調整,相較於一般渦輪其在外側增加了一圈角度可控的導流葉片。在實際運轉中,廢氣首先會進入導流葉片再轉入渦輪葉片。因此在發動機提升轉速時,渦輪外側的導流葉片可以調整自身角度控制流過葉片的氣體流量和流速。
具體而言:
當發動機低轉速排氣壓力較低的時候,導流葉片打開的角度較小,這種情況下渦輪作為小慣量渦輪可以獲取更提前的峯值扭矩;而進入高轉狀態後,葉片打開幅度也會增加,這時候達成大慣量渦輪狀態,增強後段動力輸出。這也就解釋了為什麼保時捷僅3.8L就能實現寬泛的峯值扭矩平台。
今年初,哈弗發佈了旗下全新車型哈弗赤兔,動力部分搭載HY4B15C高功率1.5T直噴發動機,這是蜂巢首次將VGT截面渦輪技術應用於汽油發動機之上,這項技術帶來最直觀的變化也是讓赤兔的百公里加速時間達到7.7秒,而在此前蜂巢VGT已廣泛應用於旗下柴油發動機,如長城炮。
早在2017年參觀上海車展的蜂巢展台時,我們已發現蜂巢針對未來的節能減排趨勢,其發佈了多種渦輪技術,其中就包含了囊括汽柴油發動機的電控VGT渦輪。
而在今年初,這項技術現在已全面落地,我們從以往官方的資料中可以看到,未來HY4N20高功率、HY6Z30等一系列全新發動機都將應用此項渦輪技術,進一步優化產品動力與能耗。