1977年對(duì)我們來(lái)說(shuō)，是個(gè)特別的日子，對(duì)薩博來(lái)說(shuō)，也是個(gè)很特別的日子。這一年，薩博99的問(wèn)世標(biāo)志著“人車(chē)合一，貼地飛行”時(shí)代到來(lái)，而這與其采用渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)有著莫大關(guān)系。也是從那時(shí)候開(kāi)始，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始大規(guī)模采用渦輪增壓技術(shù)。

雖然渦輪增壓技術(shù)揚(yáng)名在外，但在超跑領(lǐng)域依然難以撼動(dòng)自吸的地位，其中一個(gè)重要原因是渦輪增壓技術(shù)有個(gè)天然缺陷——渦輪遲滯。在起步與低速工況下，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)出動(dòng)力孱弱，一旦越過(guò)葉輪額定轉(zhuǎn)速，動(dòng)力突突往上竄，這種動(dòng)力表現(xiàn)非常影響操控體驗(yàn)感，與超跑精神相悖。

法拉利董事長(zhǎng)馬爾喬內(nèi)直言：“我們會(huì)繼續(xù)生產(chǎn)V12引擎，渦輪增壓方案是荒謬的，我們不會(huì)采取，V12將運(yùn)用自然吸氣以及混動(dòng)系統(tǒng)?！彼陌l(fā)言粉碎了法拉利V12縮小規(guī)格或V8引擎渦輪增壓化的傳言。

或許意大利人太過(guò)傲嬌了，德國(guó)人就務(wù)實(shí)得多。為了消除渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪遲滯問(wèn)題，德國(guó)人為新一代奔馳S級(jí)搭載的3.0LV6發(fā)動(dòng)機(jī)配備了博格華納eBooster技術(shù)。或許這項(xiàng)技術(shù)可以消除馬爾喬內(nèi)對(duì)渦輪增壓的誤解。

eBooster，開(kāi)啟電增壓時(shí)代

第一代eBooster的主體結(jié)構(gòu)包括兩部分，左邊是渦輪與進(jìn)排氣通道，與一般渦輪增壓器沒(méi)有多大區(qū)別。右邊是永磁無(wú)刷電機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是噪音和體積都很小，而且效率很高，一般90%以上。氣道上腔與電機(jī)之間是PCB板子，負(fù)責(zé)eBooster的低壓控制；下腔與電機(jī)之間是壓力通風(fēng)管。

電機(jī)下方有兩個(gè)部件，EMC隔離器，這是為了避免電機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾信號(hào)，影響車(chē)上其它電器正常工作，電磁干擾是新能源汽車(chē)故障干擾源之一。另一個(gè)是電機(jī)電源連接器，據(jù)博格華納透露，eBooster有兩種電壓平臺(tái)，12V和48V，48VeBooster能產(chǎn)生更大輸出功率，一般在5kW到6kW，最大轉(zhuǎn)速70,000轉(zhuǎn)，且響應(yīng)時(shí)間更短，達(dá)到90%最大扭矩僅需270毫秒。雖然48V輸出功率與動(dòng)力響應(yīng)更好，但考慮到成本與效率問(wèn)題，2.0升以下發(fā)動(dòng)機(jī)更適合12V電源系統(tǒng)。

另外，eBooster一共有三種布置方式，一種上游布置和兩種下游布置。上游布置是將eBooster放在渦輪增壓器前面，下游布置都是將渦輪增壓器放在eBooster的前面，一種是eBooster放在中冷器的前面，一種是放在中冷器的后面。

eBooster的布局會(huì)影響經(jīng)過(guò)eBooster的氣體流量與溫度，三種方式?jīng)]有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。布局準(zhǔn)則是，如果布置在冷的位置，eBooster電機(jī)工作環(huán)境更好效率更高；如果布置在離發(fā)動(dòng)機(jī)近的位置，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力響應(yīng)會(huì)更好。

下圖為eBooster原理圖，空氣經(jīng)過(guò)渦輪增壓器后經(jīng)過(guò)eBooster或者控制閥，然后經(jīng)過(guò)中冷器，最后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。

在整個(gè)工作過(guò)程中，當(dāng)汽車(chē)處于起步、加速或者爬坡等工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)需求更多空氣，但是渦輪增壓器短時(shí)難以增壓更多氣體，這時(shí)控制閥關(guān)閉，eBooster介入工作，經(jīng)過(guò)一次增壓的空氣進(jìn)入eBooster完成二次增壓，所以這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)也用了“雙增壓”。即使廢氣渦輪的增壓不夠，但eBooster是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以即時(shí)響應(yīng)，能彌補(bǔ)增壓，使發(fā)動(dòng)機(jī)吸入更多空氣。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于中高轉(zhuǎn)速達(dá)到需求工況，且排氣量夠多，足以驅(qū)動(dòng)渦輪提供更多進(jìn)氣，此時(shí)控制閥打開(kāi)，eBooster關(guān)閉，被增壓的空氣從控制閥經(jīng)過(guò)，此時(shí)進(jìn)氣只被增壓一次。

eBooster的優(yōu)勢(shì)，渦輪遲滯將成歷史

采用博格華納eBooster技術(shù)的效果是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出瞬時(shí)扭矩更高，同時(shí)消除了渦輪遲滯現(xiàn)象，能夠給駕駛者提供更好的駕駛體驗(yàn)。下圖紅線為搭載博格華納eBooster的福特野馬轉(zhuǎn)速-扭矩曲線，藍(lán)色為相似的柴油機(jī)曲線。

從圖中可以看出，搭載eBooster技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩在1500rpm時(shí)增長(zhǎng)了85%，在2000rpm時(shí)增長(zhǎng)了55%，以及在2500rpm時(shí)增長(zhǎng)了38%。這個(gè)轉(zhuǎn)速以后，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩逐漸下降，到4500rpm時(shí)，eBooster系統(tǒng)關(guān)閉，之后兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線幾乎同步下降，由于前者是汽油機(jī)，所以扭矩在6000rpm左右時(shí)就開(kāi)始大幅下降。

據(jù)悉，采用eBooster和尺寸較大渦輪增壓器后，福特野馬在所有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間的扭矩大約提升38%，并且在高轉(zhuǎn)速時(shí)輸出功率提高78%。

從上文的分析可知，eBooster技術(shù)能夠提升一定的動(dòng)力，在一定程度上加速了發(fā)動(dòng)機(jī)小型化，比如奔馳S級(jí)原本打算采用4.0V8發(fā)動(dòng)機(jī)，最后換成了3.0V6。

另一方面，它還具備一定省油能力。當(dāng)汽車(chē)處于加速或者爬坡工況，此時(shí)轉(zhuǎn)速比較低，一般會(huì)降檔升轉(zhuǎn)速，但如果采用eBooster技術(shù)，可以不用降檔，輕微加速即可獲得較大扭矩，也可以理解為得到同等扭矩時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速更低，進(jìn)而提升燃油經(jīng)濟(jì)性。另外，應(yīng)用eBooster的48V系統(tǒng)可使燃油效率提升35%，節(jié)能減排效果更明顯，所以博格華納稱(chēng)eBooster與48V是“天作之合”。

eBooster的缺陷，還需更成熟

關(guān)于eBooster布置在何處，目前沒(méi)有最好的方案。如果布置在渦輪增壓器后面，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫排氣會(huì)“加熱”eBooster左邊的渦輪氣道，右邊的PCB電路板和電機(jī)會(huì)受到不同程度的影響，極端情況可能會(huì)影響正常工作，這對(duì)eBooster的散熱設(shè)計(jì)要求很高。如果布置在中冷器后面，一方面可能會(huì)升高進(jìn)入氣缸的空氣溫度，另一方面可能會(huì)增加一套中冷器，使系統(tǒng)更加復(fù)雜。

eBooster的電機(jī)如果采用12V方案，eBooster的輸出功率僅有是1.7kW，短時(shí)間也可以達(dá)到2.4kW，功率不是很高，會(huì)導(dǎo)致電增壓不夠，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法吸入更多空氣，那么eBooster的價(jià)值沒(méi)有真正體現(xiàn)出來(lái)，并且12V方案對(duì)低壓12V電源的輸出功率與容量有一定要求，它必須滿足eBooster能夠在1.0KW輸出功率工況下持續(xù)放電。另外，如果eBooster采用48V方案，輸出功率可以達(dá)到5kW到6kW，電增壓足夠了，但前提是有車(chē)載48V電源，然而現(xiàn)狀是48V市場(chǎng)現(xiàn)在并不成熟，搭載48V系統(tǒng)的車(chē)型極少，另一個(gè)解決辦法是在混合動(dòng)力汽車(chē)上額外配置一個(gè)降壓器，不過(guò)這樣會(huì)增加一定成本。

分析完eBooster，可以發(fā)現(xiàn)，能被奔馳S級(jí)采用，說(shuō)明第一代eBooster量產(chǎn)完全沒(méi)問(wèn)題，只是有些地方還需要優(yōu)化。而eBooster與48V的“天作之合”尚需時(shí)間，好消息是，以?shī)W迪A8為首的歐美車(chē)型將大規(guī)模采用48V系統(tǒng)，這將加速48V系統(tǒng)的普及進(jìn)度，也是eBooster的機(jī)會(huì)。

據(jù)博格華納透露，他們除了eBooster，未來(lái)還有eTurbo，它綜合了eBooster和渦輪增壓器，是渦輪增壓的終極進(jìn)化版——電動(dòng)渦輪增壓器。它的優(yōu)點(diǎn)是完全沒(méi)有渦輪遲滯，平順性堪比自吸，同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力更加強(qiáng)勁，且燃油經(jīng)濟(jì)性更高。

其實(shí)，電動(dòng)渦輪增壓有點(diǎn)類(lèi)似馬自達(dá)剛剛宣布的SKYACTIV-X發(fā)動(dòng)機(jī)，都是向氣缸內(nèi)壓入更多空氣，以提高動(dòng)力，降低油耗。所不同的是，博格華納用的是電動(dòng)渦輪，馬自達(dá)用的是壓縮機(jī)。

來(lái)源：每日汽車(chē)

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