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车界大趋势 涡轮增压器行业综述

2017-07-25 17:07:00      来源:中国汽研

    核心提示:在国内小排量发动机趋势越发明显的今天,涡轮增压正成为各大主机厂不得不采用的技术,即使是坚持自然吸气的日本企业,如今也全面布局小排量涡轮增压发动机。那么,我们常说的涡轮增压是如何使小排量发动机有着接近甚至超过大排量发动机的表现呢,盖世汽车研究院特此全面分析。


    在国内小排量发动机趋势越发明显的今天,涡轮增压正成为各大主机厂不得不采用的技术,即使是坚持自然吸气的日本企业,如今也全面布局小排量涡轮增压发动机。那么,我们常说的涡轮增压是如何使小排量发动机有着接近甚至超过大排量发动机的表现呢,盖世汽车研究院特此全面分析。

涡轮增压,涡轮增压器

    首先,涡轮增压器位于发动机进排气系统,通过压缩空气来增加进气量。在工作的时候,其利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,从而带动同轴的叶轮,叶轮再压送空气,使之增压进入气缸。

涡轮增压,涡轮增压器

    在国家要求2020年国产乘用车平均油耗5.0L/100km的背景下,节能技术的研发和成本对于车企是一大难点。目前的趋势是,主力车型装载涡轮增压器强调低排放,高动力的优势。外部环境下,严格的排放和油耗标准则是促进涡轮增压发展的重要因素。

涡轮增压,涡轮增压器

    涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩。盖世汽车发现,涡轮增压技术可提高近20%的燃油效率并且可在功率不变的前提下,降低发动机的整体尺寸,从而降低质量,减小成本。

涡轮增压,涡轮增压器

    上图我们列出了涡轮增压器的主要零部件,其主要的生产工艺为铸造、数控加工等,在关键零部件的生产及检测设备上我国与国外还存在着明显差距,这就制约了我国涡轮增压器的发展。盖世汽车研究院对我国的涡轮增压器企业的建议是,在涡轮叶轮方面,我国应采用国外金属注射成型和电磁铸造两大先进工艺;在转子方面,进一步加强机床稳定性研究;在检测设备方面,应提高自动化水平及测试技术创新。因此,提升制造装备水平成为国内企业提升竞争力的重要举措。

涡轮增压,涡轮增压器

    在先进材料方面,由于涡轮转速高、工作温度高,因此对于轴承要求很高,用滚珠轴承代替浮动轴承,增压器总效率可以提高5%-7%。涡轮增压器新材料主要是钛合金和陶瓷材料,它们具有良好的耐热性,能够显著提升发动机的性能。

    值得一提的是,涡轮增压器未来的发展趋势是电子增压技术,电子增压是用电机代替排气来推动涡轮旋转,可以消除涡轮增压普遍存在的涡轮迟滞现象,因为电机的控制更精准。电子增压器目前还没有普及,因为电子增压器的工作需要电压支持,但是现在汽车上12V电压是不足以满足电子增压器需求的。

涡轮增压,涡轮增压器

    据了解,奥迪SQ7装配的是来自法雷奥Valeo的电动涡轮增压器,目前已经开始量产,并且搭配48V系统 。SQ7配备的V8发动机在低转速依靠电动涡轮增压,高转速依靠传统废气涡轮增压,基本解决了涡轮迟滞问题。

涡轮增压,涡轮增压器

    在市场格局方面,全球增压器市场的主要有霍尼韦尔、博格华纳、三菱重工、IHI,他们都已经在中国境内设立了独资或合资企业,占据了中国乘用车市场大约95%市场份额。 

涡轮增压,涡轮增压器

    相比而言,国内企业在产能规模、研发实力、管理等方面与上述国际巨头还存在明显差异。目前宁波丰沃、康跃科技、湖南天雁、潍坊富源、奕森科技等国内品牌企业,也正在努力提升自己的研发实力,打破国际巨头对国内高端增压器市场及汽油机增压器市场的垄断。

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    根据盖世汽车研究院整理,随着近年市场规模的增长,中国乘用车涡轮增压器渗透率从2013年的22%增长到2016年的32%,达到765万台。盖世汽车研究院预测,基于国家要求2020年国产乘用车平均油耗5.0L/100km的背景下,2020年涡轮增压渗透率将达到48%。

涡轮增压,涡轮增压器

    涡轮增压器供应商诸如霍尼韦尔,主要配套客户有奥迪、宝马、戴姆勒、福特、标致、雷诺、日产等;博格华纳主要配套客户有阿尔法罗密欧、奥迪、宾利、宝马、标致、日产、雷诺、福特等;国内供应商诸如奕森科技主要配套客户有上汽,奇瑞等;如需获取更多上中下游供应链配套篇请扫描下方二维码。

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(文章来源:盖世汽车)


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