集成级联增压空气冷却

通过降低排量提高涡轮增压发动机的单位输出是在不影响驾驶性能的前提下实现低耗能和低排放的常见方式。 然而,该方式却会对燃烧过程、发动机及其组件和发动机外围设备造成严重的影响。 在技术性能提升的同时,却会造成更高的热负荷和机械负荷。

增压空气压力升高、温度上升、以及更为严格的排放法规都要求增压空气冷却系统提供更有效的降温性能。 马勒最近研发并推出了一款应用于汽油发动机的集成增压空气冷却系统,该系统安装于进气模块。 该系统分两阶段对增压空气进行冷却,即,发动机中的高温冷却剂回路进行初阶段冷却,进而间接增压空气冷却的低温回路再进行第二次冷却。 发动机测试结果显示,级联增压空气冷却是实现小型化和更高增压水平的有效途径。 利用集成级联增压空气冷却系统可有效弥补当前高水平涡轮增压的不足(例如点火延迟、全负荷曲线变化)。 降低增压空气温度可从根本上解决这一问题,即燃烧状态,从而无需再采取下游措施。 它同时能够为压缩比提供更大的选择空间。 由此,可以减少循环负荷范围内的燃油消耗。

在汽油发动机应用中取得积极的进展后,下一阶段便是进一步探索集成级联增压空气冷却在柴油发动机中的应用可能性。 发动机测试显示,增压空气温度降低后,可显著提升柴油发动机性能。 部分负荷状态下,可减少排放量,全负荷时,可利用其减少连续功率输出时的燃油消耗,或反之用于提升发动机性能。 此外,优化的质量流量可以加快增压速度,进而改善发动机的响应性能。

马勒在试验台所检测到的优势必须根据其适应性和要求的条件进行归类。 将直接增压空气冷却方式转化为集成在进气模块中的间接冷却会大幅提升冷却能力以及调节冷却的能力,因此具备巨大的潜力。 转化后,在气道中产生的压力损耗也会显著降低。

集成在进气模块中的级联增压空气冷却在提供充分的控制灵活性的同时,还会在很大程度上提升冷却能力。 如低温回路提供的冷却不足,则需要使用该方法。

在试验台所检测的所有部分负荷或全负荷状态下的优势也可在车辆中实现:可利用单级、传统的间接集成增压空气冷却实现部分负荷状态下的减排优势,而全负荷状态下减少燃油消耗的优势则需要级联方式。 这已经通过对所有变化形式的车辆回路进行计算而确认。 两种情况的前提是前段需安装满平面低温散热器。 必须与级联增压空气冷却对比检查高温散热器的散热性能。 该存储动力满足测试发动机的要求,并可在不改变散热器设计的条件下补充级联增压空气冷却的负荷。 如需提高平行、全负荷EGR的热负荷,则需调整高温散热器。 由于两种变化均易于控制,可通过简便的方式实现冷凝管理。

间接集成增压空气冷却在部分负荷状态下具有良好的减排效果,全负荷状态下也可降低燃油消耗,可以预测其在汽油和柴油发动机应用中都将具备广阔的市场前景。 在不久的将来,配置串行连接的多个冷却回路的级联增压空气冷却,凭借其优良的增压空气降温效果,在市场中的应用也将逐步扩大。