知乎用户,远比你想的简单,更远比你想的复杂 阅读原文 大概有这么几个原因: 1:技术难度高; 2:成本高; 3:结构复杂; 4:在 otto 循环上收益低. 1: 因为汽油发动机排气温度高(900-950 摄氏度),使得喷嘴环和喷嘴叶片容易变形。变形之后的喷嘴环组件极容易卡死。即便在柴油机上(排温 750-850 摄氏度),喷嘴环卡死在开发阶段都是常有的事情,更不用说汽油机了。为了减小卡死的风险,曾经加大过喷嘴叶片的宽度,这样喷嘴叶片离喷嘴环之间的间隙加大,能够多容忍一些变形,但是这个间隙稍大一点效率马上降低许多,所以这种解决方案是不行的。通常需要非常健壮的和非常多的定位装置去限制和固定喷嘴环,但是限制太多一来效率降低效率,而来反而更容易变形和卡死......(结构成本 +70%) 2:所以只能从材料上解决这个问题了吧。所以就需要耐高温合金,陶瓷涂层,或者陶瓷组件来制造这个喷嘴环。但是这些东西的价格是非常昂贵的,无法在民用车上普及。(反过来如果这些东西成本降下来了,我们的发动机性能肯定能有一次飞跃吧我想。)(材料成本 +70%) 3:从匹配上说,因为汽油发动机的排气流量范围比柴油机更宽,所以一个 VGT 居然常常不能覆盖汽油机的排气流量范围。满足了低速要求,高速即便全开也会超速超增压。这个时候就需要一个旁通阀。两套执行机构,一套控制喷嘴环角度,一套控制放气阀开度,结构上就复杂,控制上也更复杂,实际上大部分现在的 ECU 居然不能同时控制这两个执行器(只有一个 H 桥)。(结构成本 +30%) 4:假设上面这些问题即便都搞定了,汽油机上使用 VGT 依然面临收益不高的窘境。在发动机低速时,排气脉冲压力较高,普通放气阀增压器能够“接收”并“吸收”这些脉冲,充分利用脉冲能量。通常如果在增压器台架上低速定常进口压力下测得的涡轮效率,打比方,60%,放在在发动机低速下,如果涡轮前测得相同的进口条件,测得的涡轮效率可以达到 85%甚至超过 100%。原因就在于发动机的排气脉冲利用程度。而在 VGT 中,因为喷嘴环叶片的阻挡,排气脉冲被阻碍,很多压力消耗在喷嘴环上,导致涡轮可用的压力降低,这表现在低速 VGT 需要非常小的开度并且涡前时均压力远高于 WG 增压器。高涡前压力导致爆震倾向增高,实际上还真不一定能够得到更高的低速扭矩。如果用双流道增压器,反而能够得到更高的低速动力......(性能 +/-5%) 所以增加了这么多成本,实际上的收益可能并不明显。 未来汽油 VGT 的发展方向可能在 Miller/Atkinson 循环。设计健壮的双流道增压器应该是短时间内 otto 循环涡轮增压应用的重点。 阅读原文