奥迪电动涡轮技术：探秘原理及应用

传统的涡轮增压（图1-78）是通过燃烧室排出的废气带动涡轮的旋转，而涡轮带动同轴的叶轮旋转。这样旋转的叶轮在进气管内形成压力，从而提高发动机进气量，达到提高性能的目的。但是传统涡轮增压存在着一个重大的缺点，那就是只有当发动机转速达到一定程度时，发动机排出的废气才能带动涡轮达到做正功状态。这样的特性也决定了增压发动机在低转速状态的表现不佳。

为了解决这些弊端，电动涡轮增压器诞生了。有电动机控制的电动涡轮增压器不靠废气带动，电动机能在极短时间内将小尺寸涡轮带到一个相当高的转速，这同样可以增加压力从而增加进气量，使发动机在低转速状态也能有很好的性能表现。据奥迪方面称，小型化电动涡轮能在极短时间内达到70000r/min，配备电动涡轮的发动机示意图如图1-79所示。

图1-78 传统涡轮增压工作示意

图1-79 配备电动涡轮的发动机示意图

奥迪的电动涡轮增压方案的设计并不是取代传统涡轮增压器，而是两者相辅相成，被独立分为两部分。当发动机转速较低时，由电动涡轮增压器来为发动机的进气提供增压效果（图1-80）；当发动机转速较高时，由废气驱动的涡轮增压器来为发动机的进气提供增压效果（图1-81）。两者就像接力赛队员一样，当发动机转速达到一定程度时，电动涡轮将接力棒交给传统的废气涡轮。而这个交棒的时机是在废气涡轮做正功时开始的。(www.xing528.com)

图1-80 电动涡轮工作状态箭头方向为空气流动方向

图1-81 传统涡轮的工作状态

两者虽然是两种不同的增压方式，但实际上两者在中冷器之前的进气部分是共用的。两种不同涡轮工作状态的切换通过旁动阀实现，当发动机转速较低时，旁动阀关闭，空气进入电动涡轮一侧管道。而电动涡轮后方配有空气流速传感器，可以根据空气流速对电动涡轮的转速进行调整。而当传统废气涡轮做正功时，旁动阀会打开，让空气走废气涡轮一端。

在临界点由电动涡轮向废气涡轮介入的过程中，进气量的改变会造成顿挫。选择两种增压器协同工作的原因是电动涡轮靠电动机驱动，而电动机很难承受长时间高负荷的工作状态。