你说六缸动力强。他说四缸油耗省。大家还在纠结发动机缸数时。福田康明斯抛出一个解决方案：考虑一下双级增压吧。兼顾四缸和六缸的优势。又强又省。
康明斯没按套路出牌。专为两轴中卡定制一款4.5TT双级增压柴油机。这款发动机最大的亮点就是用两个涡轮增压器。多一个涡轮。就能带来天翻地覆的变化吗？
为什么要搞双级增压？
在双级增压这一块儿。康明斯算是老法师了。在巴西等海外市场已经搞了很多年。技术得到充分验证。积累下不错的口碑。到目前为止。康明斯双级增压产品已经卖了14万台。就连欧洲最喜欢用双级增压的德国MAN。也是康明斯的客户之一。
虽然在国外是很成熟的技术。但一直以来国内市场用的并不多。为什么这次康明斯要吃螃蟹。执意搞一个4.5L的双级增压产品？这一切要从两个政策说起。
首先是“高速按轴收费政策”。2020年1月份实施的按轴收费。要求在两轴黄牌卡车最大可以拉18吨。从此两轴车对自重更加敏感。在标载情况下大四缸发动机的优势更加明显。另一个是蓝牌轻卡2.5L排量新规。让很多有重载需求的用户转向中卡。这两个政策的实施。改变了国内运输环境。催生了大量两轴中卡的市场需求。
考虑到中卡用车场景非常复杂。既有城市轻载。又有高速满载。行驶的路线包含平原。山区和高原等多种路况条件。在这种复杂用车条件下。传统的单增压发动机很难做到全工况领域的适应性。市场上需要一台为两轴中卡量身定制的双级增压大四缸发动机。
双级增压如何工作？
从结构上看。双级增压系统不算复杂。一般由两个涡轮增压器。一个废气控制阀和一个空气旁通阀组成。两个涡轮增压器通常采用一前一后串联布置的形式。离排气口近的。废气压力高。叫做高压级增 器；离排气口远的。废气压力相对较低。叫做低压级增压器。
废气控制阀用来分配通往两个增压器的废气比例。从而控制两个增压器的工作状态。空气旁通阀则用来调节进气比例。必要时让空气绕过高压级增压器。从低压机增压器直接进入中冷器。
简单粗暴来看。发动机废气先从排气歧管进入高压级涡轮机。再进入低压机涡轮机。然后再进入后处理系统。新鲜空气则是先进低压级压气机。然后再进高压级压气机。最后经过中冷器进入进气歧管。当然在实际应用中。双级增压肯定不是这么呆板。它可以根据不同工况切换不同的工作状态。
在低转速时：废气控制阀。空气旁通阀全部关闭。发动机全部排气先经过高压级涡轮机。再流向低压级涡轮机。此时大部分排气能量作用在高压级涡轮机上。尽管排气流量低。仍然能够快速产生很高的增压压力。在低转速时保证涡轮响应速度和较高的进气压力。
在中转速时：废气控制阀部分开启。空气旁通阀关闭。发动机排气分两股。一部分经过高压级涡轮机。一部分绕过高压涡轮机直接进入低压涡轮机。两个增压器同时工作。可以一定范围内调节进气压力。
在高转速时：废气控制阀和空气旁通阀全部开启。发动机排气只经过低压级涡轮机膨胀做工。空气经过低压机压气机压缩。绕过高压级压气机直接进入中冷。这样在高转速时不至于进气压力过高。
双级增压有什么优势？
简单来说。多一个涡轮多一份底气。增压器能在所有工况都高效发挥。与单级增压相比。双级增压的优势很明显。
首先。双增压带来更快的低速响应性。明显减少涡轮迟滞现象。其次。双增压有效提升进气效率。获得更大的升功率。同样的排量可以做到更大的功率和扭矩。再次。双增压的流量范围更大。可以减少高原功率损失。使其更适应高海拔工况。
有人肯定会问：以上这几点可变截面涡轮增压器VGT也可以做到啊。一个涡轮就能做到的事情。为什么非要用两个涡轮呢？
VGT确实很强。也可以兼顾低速瞬态响应和高原性能。但是VGT在燃油选择方面更娇贵一点。吃粗粮的能力稍微差一点。在国内使用就要考虑可靠性问题。更重要的是。VGT价格更高。如果把双级增压成本算做单涡轮的两倍。那VGT的成本要达到3倍4倍甚至更高。这也是不得不考虑的地方。
双级增压这么好。为啥之前大家都不搞呢？非不为也。是不能也。双级增压也不是想搞就能搞的。第一它的开发难度较大。第二它对零部件的要求较高。第三它对整车的一体化设计要求较高。以前国内很多企业都对双级增压做过论证开发。但最后走到产品阶段的并不多。
现在以上问题都得到解决。福田康明斯站在巨人肩膀上。将一个成熟的双级增压发动机带到中卡市场。你会考虑吗？
