在國(guó)內(nèi)，電動(dòng)超跑的熱度正在上升，蔚來(lái)EP9大家耳熟能詳，前途K50也時(shí)有報(bào)道。但其實(shí)還有一家神秘來(lái)客，就是連續(xù)兩次亮相日內(nèi)瓦車展、并在今年3月7日正式推出最終量產(chǎn)版的超級(jí)跑車——“泰克魯斯·騰風(fēng)”。雖然這名字聽起來(lái)很歐化，但它卻是一家低調(diào)的中國(guó)汽車研發(fā)公司——至玥騰風(fēng)科技投資集團(tuán)——推出的產(chǎn)品。

這款超跑的造型設(shè)計(jì)，據(jù)稱出自于大名鼎鼎的喬治亞羅父子，國(guó)際范兒十足，非常抓人眼球。但更引人好奇的是，其宣稱自己是首臺(tái)采用獨(dú)有的航空動(dòng)力增程式技術(shù)（TREV）的電動(dòng)超跑?！癟REV”究竟是怎么回事？本期周報(bào)帶大家來(lái)揭開航空動(dòng)力增程式技術(shù)的前世今生。

循著航空動(dòng)力的線索，在中國(guó)航天科工三院的官網(wǎng)上，看到了“三院31所微燃機(jī)增程技術(shù)亮相日內(nèi)瓦國(guó)際車展搭載最強(qiáng)電動(dòng)超跑”的消息，可以確定泰克魯斯騰風(fēng)搭載的航空技術(shù)，正是來(lái)自航天三院，其關(guān)鍵詞可劃分為“微”、“燃機(jī)”、“增程”三個(gè)。

我們首先解讀“燃機(jī)”，也稱為“燃?xì)廨啓C(jī)”，或者“燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)”（Gas Turbine Engine)，和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一樣屬于內(nèi)燃機(jī)的一種。燃?xì)廨啓C(jī)是以連續(xù)流動(dòng)的氣體為工質(zhì)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動(dòng)力機(jī)械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。最常見的應(yīng)用案例就是飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。

最簡(jiǎn)單的燃?xì)廨啓C(jī)裝置包括三個(gè)主要部件：壓氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和燃燒室。燃?xì)廨啓C(jī)的流程是這樣的：空氣和燃料分別經(jīng)壓氣機(jī)與泵增壓后送入燃燒室，在其中燃料與空氣混合并燃燒，釋放出熱能；燃燒所產(chǎn)生的燃?xì)馕鼰岷鬁囟壬?，然后流入燃?xì)廨啓C(jī)的動(dòng)力渦輪室膨脹做功，做功后的氣體排向大氣并向大氣放熱。重復(fù)升壓、吸熱、膨脹和放熱過(guò)程，燃?xì)廨啓C(jī)就可以連續(xù)不斷地將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。

相對(duì)于傳統(tǒng)的的汽車活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)(Piston Engine)，燃?xì)廨啓C(jī)最大的特點(diǎn)是直接輸出的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而不需要將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 因此在結(jié)構(gòu)上就省去了曲軸、連桿、活塞、凸輪等復(fù)雜機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)故障，使用壽命長(zhǎng)，另外燃料機(jī)動(dòng)性好，即可以使用天然氣、丙烷等，也可以使用液體的汽油、柴油等，這是它的一大優(yōu)點(diǎn)。

既然如此，為什么汽車不直接采用燃?xì)廨啓C(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)呢？除了造價(jià)高、燃油消耗高之外，還有就是體積太大，如果直接將飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)裝在汽車上，就是下面這個(gè)樣子！

然而，如果把這種飛機(jī)或者坦克（如美國(guó)M1）上應(yīng)用的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步縮小體積，并塞進(jìn)汽車?yán)铮蔷蜕婕暗疥P(guān)鍵詞“微”（MICO）了。

微型燃?xì)廨啓C(jī)(MicroTurbine，MT)一般功率在數(shù)百千瓦以下，MT為全徑流式，將傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)的多級(jí)空氣壓縮機(jī)渦輪和動(dòng)力渦輪，簡(jiǎn)化成帶有離心壓氣機(jī)渦輪和向心動(dòng)力渦輪的一個(gè)輪盤轉(zhuǎn)子，兩者設(shè)計(jì)為背靠背結(jié)構(gòu)。在原理上與柴油機(jī)廢氣渦輪增壓器十分相似，實(shí)際上MT就是利用柴油機(jī)增壓器廢氣推動(dòng)渦輪帶動(dòng)壓氣葉輪吸氣的原理和燃?xì)廨啓C(jī)燃燒理論來(lái)完成工作的。這樣就大大縮小了MT的軸向尺寸，便于車載安裝。

MT工作時(shí)壓氣機(jī)從外部吸收空氣，壓縮后在回?zé)崞鹘邮軇?dòng)力渦輪排氣預(yù)熱，送入燃燒室，同時(shí)燃料也噴入燃燒室與高溫壓縮空氣混合受控燃燒。生成的高溫高壓氣體進(jìn)入透平膨脹做功，推動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功。

其實(shí)從上世紀(jì)50年代，人們就開始嘗試使用MT來(lái)直接驅(qū)動(dòng)汽車，比如克萊斯勒的Chrysler Turbine Car。但是至今并未能批量應(yīng)用，究其原因，除了成本高于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)外，還有就是MT只適合連續(xù)高轉(zhuǎn)速穩(wěn)定輸出，遇到怠速和工況頻繁變化時(shí)，燃油效率就很低了，而且延遲明顯、油門瞬態(tài)響應(yīng)不如發(fā)動(dòng)機(jī)。

把MT重新帶入人們關(guān)注視野的，是電動(dòng)汽車。用MT高轉(zhuǎn)速穩(wěn)定輸出的特點(diǎn)來(lái)發(fā)電，可以避免直驅(qū)時(shí)怠速和低速效率低的弊端，這就涉及到第三個(gè)關(guān)鍵詞“增程”了。

在這方面最為人熟知的應(yīng)用就是捷豹推出的C-X75概念車，捷豹這款車采用4個(gè)145kw的電動(dòng)機(jī)和兩個(gè)微型燃?xì)廨啓C(jī)，這兩個(gè)MT不參與驅(qū)動(dòng)，只提供發(fā)電增程作用。

MT被作為增程器使用時(shí)，應(yīng)該稱為“微型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)” (Mico Turbine Generator，MTG）。由于小功率燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速高，通常需要采用齒輪減速器降速后與發(fā)電機(jī)相連，比較笨重，而隨著高速發(fā)電機(jī)技術(shù)發(fā)展，發(fā)電機(jī)可以與MT的渦輪轉(zhuǎn)子軸直接連接，帶動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)產(chǎn)生高頻交流電。

代表性的MTG產(chǎn)品，有美國(guó)頂石渦輪公司Capstone Turbine的30KW增程器C30，其主要工作參數(shù)如下：

與常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比，雖然MTG的發(fā)電效率略低，但其最顯著的優(yōu)勢(shì)就是工作壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)提高，維護(hù)成本低，且可以使用多種燃料型號(hào)。

泰克魯斯之所以采用MTG，其負(fù)責(zé)人解釋如下：“由于渦輪機(jī)在將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)車輪的有用機(jī)械能方面效率一直很低，因此只有少數(shù)人嘗試在動(dòng)力系統(tǒng)中使用渦輪機(jī)，并且從未有人因此獲得商業(yè)成功?！薄暗牵妱?dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，從而有效地釋放了內(nèi)燃機(jī)，令其可以專門用于將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并最終轉(zhuǎn)化為電能。這是一項(xiàng)重大突破，使我們有可能將高效的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的超級(jí)增程器?！?/p>

2000年美國(guó)加州采用Capstone MTG技術(shù)的HEV公共汽車實(shí)測(cè)，搭載了MTG的插混公交車排放的污染物指標(biāo)相比傳統(tǒng)柴油內(nèi)燃機(jī)的確具有明顯的優(yōu)勢(shì)。從分析看來(lái)，使用微型燃?xì)廨啓C(jī)增程，從技術(shù)方案上講是完全可行的，阻礙其應(yīng)用的主要因素應(yīng)該是成本。據(jù)了解Capstone一臺(tái)30千瓦的C30，成本在2萬(wàn)歐元左右。

這可能也是捷豹和泰克魯斯不約而同將之首先應(yīng)用在超跑上的原因，畢竟這個(gè)群體更多關(guān)注的是性能。另外對(duì)于公交領(lǐng)域或者大型卡車來(lái)說(shuō)，安裝空間足夠大，采用MTG增程技術(shù)也許會(huì)是一條可考慮的技術(shù)路徑。

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