柴油车技术突围——揭秘VGT技术

  新年伊始,华泰汽车集团又推出一款2.0L手动版圣达菲,新闻媒体报道中常会见到VGT这个英文缩写。很多人都知道这是华泰这款发动机的独门绝技,目前在国内车型中采用此技术的为数不多,因此很多消费者也是专门冲着VGT这项技术选择华泰圣达菲的。那么VGT技术到底好在哪儿?

  VGT是英文Variable geometry turbocharger的缩写,中文说法是“可变截面涡轮增压系统”。这个名称很多人都看到过,但到底这个“可变截面”对于涡轮增压、乃至发动机有何实际意义呢?

  在此之前,我们要简单了解一下涡轮增压发动机的原理和特性。增压发动机区别于普通自然吸气发动机,它是通过增压器进行强制进气的,这样做才能够大大提升进入气缸内的空气密度,从而达到小排量大功率的目的。涡轮增压发动机的增压器由排气能量驱动,很显然这需要一定的排气能量。当发动机转速较低时,排气能量往往比较小,此时有可能无法驱动增压器。当增压器不工作时,涡轮增压发动机的动力甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机,这就是我们常说的涡轮迟滞。这是涡轮增压发动机的一大顽疾,几乎所有工程师都在致力于解决这个问题。

  涡轮迟滞与增压涡轮的尺寸有关。增压涡轮越大,涡轮就越难以被驱动,涡轮迟滞就越明显,反之如果增压涡轮很小,迟滞就会大幅度缓解。然而与此同时,涡轮尺寸又与增压能量相关,小尺寸的涡轮虽然可以缓解涡轮迟滞,但在需要增压器工作时它能提供的增压值不大,不利于提升发动机的动力。因此涡轮尺寸、涡轮迟滞与增压值之间存在着一定的平衡关系。大多数常规发动机都只能采用折中的办法来设计,这样很难做到既彻底避免涡轮迟滞,同时又可以获得较大升功率。

  VGT就是起这个作用的。其奥秘在于它的增压器可以改变截面积,这就相当于改变了增压涡轮的大小。在转速较低时,增压涡轮会采用较小的截面积,即使转速很低的状态下涡轮也可以顺利启动,大大缓解了涡轮迟滞。在高转速状态下,增压涡轮会采用较大的截面积,这样可以大幅度提升增压值,从而提升发动机的最大功率和扭矩。华泰圣达菲2.0L发动机的“升功率”是国内同级别柴油SUV中最高的,它的动力表现已经达到或超过众多2.5升甚至2.8升的柴油SUV,VGT在这里同样功不可没。

  平顺:由于没有涡轮迟滞,带VGT的车型在整个加速段没有动力陡增的时候,因此动力输出平顺,这对于舒适性和安全性都是极其重要的。我们在驾驶华泰圣达菲2.0L时,低速扭矩依然充沛,很难体会到增压器是何时介入的,整个驾驶过程如同自然吸气发动机一样,这就是VGT起作用的结果。

  低油耗:普通涡轮增压发动机在低速状态下由于没有涡轮增压器介入,此时的混合气浓度并不能满足发动机的要求,燃烧效率低。有了VGT以后,发动机无论高低转速都在最佳工况下运行,从而大幅度降低油耗,特别是在城市道路状况下使用的油耗。

  低噪音:燃烧效率高不仅可以降低油耗,而且可以大幅度缓解柴油发动机因工作粗暴产生的噪音。很多人开华泰圣达菲2.0L时感觉噪音不像常规柴油车那么大,原因就在这里。

  出色的高速动力:这一点前面的原理已经提到。由于在高速状态下增压器面积会加大,从而能够提供足够的增压值,有利于高速动力的发挥,这种特性直接体现为感受就是后劲足。

  由于车辆在低速和高速状态下的运转工况和需求完全不同,因此“可变”技术一直都是众多发动机工程师致力研发的方向。在发动机领域,大家熟悉的气门正时可变、气门行程可变、可变进气歧管等等技术,其目的都是未解决发动机在高低转速下的不同运行需求。VGT在柴油发动机领域是最核心的一项可变技术,技术上的含金量高,目前还没有正真获得大面积普及。华泰汽车能够拥有这样一款全球同步技术的机型,确实是值得称道的。对那些准备选择或者已经选择华泰圣达菲2.0L的消费者来说,看完本文,是否有种“超值”的感觉呢?