水冷系统让轻量化材料的应用成为可能,重量降低比例在30%左右,同时节约了成本,提高了系统效能。不仅仅是铝合金外壳令该新款涡轮增压器显得十分特别,该产品在研发之初就被确定为发动机上不可或缺的附加组件。为了满足增压器的基本要求,以及整合到气缸盖中,大陆研发团队与宝马集团从仿真模拟阶段就建立起密切的合作关系。
车辆在全负载状态下工作,传统使用钢结构外壳的涡轮增压器会因为热量的作用变热发出红色光亮;而大陆全新涡轮增压器采用了双壁式铝合金壳体,其中的冷却水套可以有效降低核心工作区域的温度。冷却液流过套管,确保外层壳体表面温度在120℃以下,内层壳体温度低于350℃。
这种温度控制方法有两点好处:一是无需采用额外的结构设计,就能够保护周围零部件免受高温热源的影响;二是对排放废气流进行冷却,可以降低三元催化转化器的热负载,设备基本不会出现老化现象。除此之外,废气门上安装的电动装置可以实现实时动态响应,确保催化转化器迅速达到合适的工作温度。
按照宝马规定的模块化标准,全新大陆涡轮增压器可以紧密地与发动机整合在一起(换句话说,它属于排气歧管的固定组件),然而钢材质壳体的相似产品只能够安装在气缸盖表面上。汽车制造厂商将把这种涡轮增压器应用在高性能发动机上,也会应用在那些销往气候炎热国家的车辆上。对于钢材质涡轮增压器而言,对轴承箱必须采用内部冷却的方法,然而铝合金增压器直接利用外部冷却已经足够。
MINI车型搭载的铝合金涡轮增压器能够节省1.2公斤的重量,由于减轻重量意味着降低燃油消耗量,因此轻量化材料完全符合汽车工业节能减排的要求。虽然水冷系统的使用增加了额外成本,但这种涡轮增压器的价格还是完全在广大汽车制造厂商可以承受的范围之内。像镍基合金这种耐高温材料会大幅度提高钢材质壳体涡轮增压器的价格,而铝合金绝对是物超所值的高性价比材料。
大陆最早的涡轮增压器于2011年应用在一款高效能的1.0升发动机上,现在的铝合金产品会有怎样的发展前景,还需要等待时间的检验。