AUDISQ7映射未來的電心術

王一鳴++丁建軍

奧迪再次展現出其突破科技的品牌理念，推出了Q7最強性能版本車型SQ7 TDI。從參數來看，它搭載的4.0TDI V8柴油發動機最大功率為320kW，但是峰值轉矩卻兇殘得高達900N·m，從靜止沖刺到100km/h僅需要4.8s。不過在這些標榜動力的光鮮賬面之下，新車型最大亮點聚焦在了那個能夠從起跑線便開始‘開掛的電子渦輪上。

我們知道，傳統渦輪增壓發動機的工作原理是燃燒室排出的廢氣推動渦輪旋轉，然后渦輪再帶動同軸的葉輪旋轉，后者在進氣管內形成壓力來提升進氣效率，從而達到提高發動機功率的目的。但這樣的設計有一個與生俱來的弊病，即當發動機處在低轉速區間時，發動機無法提供充足的廢氣來推動渦輪，這時在進氣道正中央的渦輪壓縮端葉片反而成了影響發動機進氣效率的累贅，此時發動機就會無力，也就是我們所謂的渦輪遲滯。

正是因為傳統渦輪增壓發動機具有上述的特性，于是引來了本文主角電子渦輪的登場，而奧迪SQ7則成了史上第一款搭載電子渦輪的量產車型。至于這個電子渦輪增壓器，說白了就是當傳統渦輪增壓發動機處于“疲態”時，通過電能來驅動電子渦輪頁扇高速運轉，完成即時“補壓”，就仿佛是缺氧的病人及時得到了呼吸機。電子渦輪的電機可以用高達70000r/min的轉速帶動增壓氣輪向氣缸送入壓縮空氣，繼而使發動機可以在整個轉速區間都保持雞血狀態。

在全球車企“渦輪化”的時代里，奧迪SQ7腹中這臺4.0TDI發動機選擇了“雙廢氣渦輪+電子渦輪”的“三增加”方案去優化其動力表現。但如果想搞明白3個渦輪是如何聯手為我們上演“三國演義”的，就首先要摸清他們彼此之間的站位。

在當今的大排量V型渦輪增壓發動機上，把渦輪夾在兩列氣缸之間的布局已是很常見的了，寶馬、奔馳的V8都這么干過。這樣做的優勢顯而易見，大大縮小發動機的總體積，就好比我們拎著大背包坐在副駕駛位，最優解的解決方案肯定是把包放在兩腿之間。然后發動機左右兩側分別是一列氣缸，一個渦輪，一套獨立的進氣、排氣系統，一個節氣門，并且進氣及排氣回路也是各自獨立的。不過奧迪這次并未墨守成規，SQ7找到了新玩法。盡管新車型兩個渦輪的廢氣歧管依舊是相互獨立，也各自使用一個中冷器，看上去貌似是兩套獨立的系統，但其實這兩個廢氣渦輪并不是嚴格意義上的并聯，而是串聯。第一個渦輪是常規渦輪，新鮮空氣經過壓縮之后，會通過一段“人”字形分流管，接著平均分配到兩個中冷器去；而另外一個渦輪是在高轉速區間開啟的，這是序列式渦輪的特性。不過它排氣側的進氣管卻和第一個渦輪是并列的關系，而且開啟之后，與第一個渦輪形成混聯工作的狀態。

于是在單廢氣渦輪工作情況下，雖說該渦輪增壓器可以利用有限的排氣壓力對進氣實現增壓效果，但在很低的轉速區間內，電子渦輪就必須要出馬了；在中轉速區間內，雙廢氣渦輪串聯又能很好地利用排氣進行二次增壓，實現高爆發；在高轉速區間，發動機需要很大進氣量，而并聯兩個廢氣渦輪的方案又正好迎合了這一工況。奧迪的想法就是在不同的轉速區間，通過相互配合盡量最大程度發揮出每個渦輪的優勢，實現了一種相對線性的高轉矩輸出和高轉速的大馬力發揮。

說到此，可能會有車迷好奇了，既然電子渦輪能夠在如此短的時間內提供足夠的進氣壓力，也沒有渦輪遲滯的問題，那為什么不直接采用電子渦輪而還是要搭配傳統渦輪使用呢？答案很簡單，電子渦輪轉速最高可達70000r/min，如果保持長時間工作的話，電機可就承受不住了。工程師們更多地是將電子渦輪看作是傳統渦輪的一個補充，而并非全新的獨立增壓方式。