[Отраслевые инсайты] Прорыв и возрождение: Эволюция турбонаддува в эпоху электрификации

Новости отрасли / Обмен технологиями

С бурным развитием новых энергетических транспортных средств (NEV) в отрасли возник вопрос: «По мере постепенного упадка двигателей внутреннего сгорания, не уйдут ли в прошлое и турбокомпрессоры?»

Однако, как местное производственное предприятие, глубоко укоренившееся в области турбонаддува, FIRE TURBO пришло к другому выводу, внимательно отслеживая передовые мировые технологии силовых агрегатов: турбокомпрессор не прекратил своего развития. Напротив, он претерпевает глубокую «генетическую мутацию». Чтобы адаптироваться к гибридизации, более строгим нормам выбросов и новым безуглеродным видам топлива, технология турбонаддува открывает беспрецедентные новые возможности.

Сегодня, с точки зрения отрасли, мы поделимся четырьмя основными технологическими тенденциями, которые в последнее время формируют мировой сектор турбокомпрессоров.
 

Тенденция 1: Принятие электрификации — E-Turbo вступает в эру массового производства

• Традиционно турбокомпрессор воспринимается как чисто гидродинамический механический компонент. Однако «электромеханическая интеграция» теперь стала необратимой тенденцией. Недавно мы стали свидетелями того, как ведущие международные бренды спортивных автомобилей официально начали массовое производство электрических турбокомпрессоров с выхлопными газами (E-Turbo) — технологии, разработанной в автоспорте — в своих новейших высокопроизводительных гибридных моделях. Эта технология интегрирует сверхскоростной электродвигатель на одном валу между компрессором и турбинным колесом:
• Устранение турболага: Когда объем выхлопных газов недостаточен на низких оборотах, двигатель мгновенно приводит в движение компрессор, достигая динамического отклика «нулевой задержки».
• Восстановление энергии: Когда на высоких оборотах имеется избыточная энергия выхлопных газов, двигатель действует как генератор для обратной зарядки аккумулятора автомобиля.

Массовое производство E-Turbo знаменует собой официальный переход турбокомпрессоров от чисто механических компонентов к «интеллектуальным аэродинамическим электрическим устройствам».

Тенденция 2: Соответствие строгим нормам выбросов — Широкое применение VGT в гибридных бензиновых двигателях

• В связи с введением «Евро 7» и потенциально более строгих будущих стандартов выбросов, контроль выбросов во время холодного пуска двигателя стал общей проблемой для мировых автопроизводителей. Нормативы требуют, чтобы трехкомпонентный каталитический нейтрализатор нагревался до рабочей температуры за очень короткое время. Следовательно, технология турбокомпрессора с изменяемой геометрией (VGT) — изначально применяемая в основном в дизельных двигателях и автомобилях высокого класса — теперь быстро внедряется в массовые бензиновые двигатели подключаемых гибридных автомобилей (PHEV) и гибридных автомобилей (HEV).
• Точно регулируя открытие направляющих лопаток VGT, она не только оптимизирует эффективность впуска во всем диапазоне скоростей, но и активно увеличивает противодавление выхлопных газов во время холодного пуска для быстрого повышения температуры выхлопных газов. Для производителей компонентов турбокомпрессоров массовое внедрение компонентов VGT, несомненно, представляет собой огромную возможность для роста рынка.

Тенденция 3: Борьба с безуглеродным топливом — Специализированные турбокомпрессоры для водородных ДВС (H2-ICE) становятся горячей точкой исследований и разработок
 

В секторах коммерческого транспорта и тяжелой техники водородные двигатели внутреннего сгорания (H2-ICE), которые напрямую сжигают водород, быстро становятся важным решением с нулевым уровнем выбросов. Однако чрезвычайно высокая скорость сгорания водорода и высокое соотношение воздух-топливо предъявляют беспрецедентные требования к системе впуска воздуха. В настоящее время международные гиганты в области турбокомпрессоров активно инвестируют в исследования и разработки специализированных турбокомпрессоров для H2-ICE, сталкиваясь с двумя основными техническими проблемами:

• Сверхвысокий спрос на расход воздуха: Система должна обеспечивать на 20-30% больший объем всасываемого воздуха по сравнению с дизельным двигателем того же объема.
• Коррозионная стойкость и герметизация: Сгорание водорода генерирует большое количество водяного пара при высокой температуре, что требует от основных подшипников и уплотнительных материалов турбокомпрессора исключительных антикоррозионных свойств и устойчивости к эмульгированию воды и масла.

Тенденция 4: Переход к новой энергии — от «турбонаддува выхлопными газами» к «воздушным компрессорам топливных элементов»

• Самой замечательной трансформацией в отрасли, пожалуй, является «кросс-применение» технологии турбонаддува в водородных электромобилях на топливных элементах (FCEV). В процессе реакции водородным топливным элементам требуется огромное количество сильно сжатого чистого воздуха. Это создает идеальную синергию с «аэродинамическим дизайном» и «технологией сверхскоростных подшипников», накопленными за десятилетия в индустрии турбокомпрессоров.

В настоящее время электрические воздушные компрессоры с приводом от двигателя и максимальной скоростью вращения более 100 000 об/мин стали одним из самых успешных расширений технологии турбонаддува. В частности, бесконтактная аэродинамическая подшипниковая технология идеально решает проблему потенциального загрязнения протонно-обменной мембраны топливного элемента традиционным смазочным маслом.

[Местное производство, совместное создание будущего]
 

Глядя на эти четыре основные тенденции, становится ясно, что будущие системы наддува будут более точными, интеллектуальными и разнообразными.

Как независимый китайский бренд и завод по производству основных компонентов турбокомпрессоров, FIRE TURBO всегда сохранял острое чувство передовых технологий. Мы знаем, что постоянное самосовершенствование — ключ к успеху. В последние годы мы постоянно увеличивали наши инвестиции в исследования и разработки и оборудование для высокоточных 5-осевых станков, испытаний динамической балансировки сердечника и новых высокотемпературных/коррозионностойких материалов.

Будь то модернизация традиционных высокоэффективных двигателей внутреннего сгорания или трансформация систем впуска в условиях новой энергии, FIRE TURBO полностью готова. Мы стремимся предоставлять превосходные решения для компонентов турбокомпрессоров глобальным клиентам с высококонкурентным качеством и скоростью реагирования.

Времена меняются, но стремление человечества к максимальной мощности и экологичной мобильности остается неизменным. Мы с нетерпением ждем возможности стать свидетелями и участниками этой захватывающей технологической революции вместе!