VNT涡轮增压器：满足欧VI排放的关键增压技术

本刊记者 黄霞

Craig Balis 

全球工程副总裁

霍尼韦尔涡轮增压技术部

Craig Balis 自 2008 年 11 月以来担任霍尼韦尔涡轮增压技术部工程副总裁。在这个岗位上，Balis 领导着包括所有车辆类别在内的全球工程技术部门，为公司遍及世界各地的汽车客户提供服务。Balis 汇报给霍尼韦尔涡轮增压技术部总裁兼霍尼韦尔交通系统集团首席执行官韩泰凌。

在现任职务之前，Balis 从 2006 年开始担任公司乘用车产品开发副总裁。再之前，他担任乘用车产品线总监，负责全球产品策略。在此期间，他为判断未来动力系统趋势，制定公司的涡轮增压技术路线图作出重要贡献，并推动用于柴油和汽油发动机的一系列创新产品平台。 

在 1997 年作为工程项目总监加入霍尼韦尔涡轮增压技术部之前，Balis 任职于霍尼韦尔航空航天集团，并在七年时间里在工程技术团队担任多项职务，期间由于为飞机涡桨发动机开发新的专利材料以及开拓使用新的可靠性管理方法，获得广泛认可。

他拥有美国伊利诺伊大学机械工程专业学士和硕士学位。

乘用车的国Ⅳ及京Ⅴ排放标准早已实施，柴油车国Ⅳ排放标准自7 月1 日起开始实施，国四汽油标准也将从2014 年1 月1 日起全面执行。

近年我国雾霾天气频频出现，催促汽车企业必须加大节能减排力度；国四排放标准和汽油标准的实施，迫使发动机行业必须重视节能减排。今年年初，国务院办公厅发布的《关于加强内燃机工业节能减排的意见》指出，到2015 年，节能型内燃机产品占全社会内燃机产品保有量的60%，与2010 年相比，内燃机燃油消耗率降低6% ?10%，减少二氧化碳排放6200 万吨，减少氮氧化物排放10%，采用替代燃料节约商品燃油1500 万吨。在重点攻关技术方面，要求到2015 年，多缸柴油机增压技术普及率达90% 以上，高效增压技术在车用柴油机上的应用比例达100%，在车用汽油机上的应用比例达30% 以上。

为什么国家鼓励越来越多的汽车开始使用涡轮增压技术？在节能减排方面，涡轮增压技术到底能起到多大作用？近日，本刊记者就这些问题采访了全球领先的汽车涡轮增压器制造商霍尼韦尔涡轮增压技术部全球工程副总裁 Craig Balis 先生。

《汽车纵横》：为什么发动机需要增压器，涡轮增压技术的优势是什么？ 

Craig Balis：涡轮增压是当今最为经济的“绿色”汽车环保技术之一，作为一项提升引擎性能和降低车辆能耗和排放的关键技术，它可以在不影响车辆性能和驾驶乐趣的前提下缩小发动机尺寸和提高燃油效率。举例来说，在小型发动机上安装涡轮增压器可实现大型发动机的功率并兼顾改善燃油效率和低排放特性。

涡轮增压技术具备优势：1. 燃油效率更高。与同等规格的自然吸气式汽油发动机相比，涡轮增压汽油发动机的燃油效率可提高达20%。而与自然吸气式发动机相比，同等额定功率的涡轮增压柴油发动机的燃油效率可提高达40%。2. 性能更优。涡轮增压大幅提高发动机的功率和扭矩， 提升车辆响应速度和安全性能。另外，它还可防止车辆在高海拔地带的功率损失， 为涡轮增压卡车和非道路车辆带来显著的运营收益。3. 更清洁、更环保。涡轮增压发动机能够利用来自发动机的排放尾气， 使发动机燃烧更清洁，并在不损害性能的前提下缩小发动机尺寸，同时降低二氧化碳和氮氧化合物的排放量。

《汽车纵横》：带涡轮增压的发动机汽车越来越多。涡轮增压发动机是未来的趋势吗？ 

Craig Balis：欧洲市场，涡轮增压器的覆盖率已经达到约70%。在中国，市场覆盖率目前大约20%，市场潜力巨大， 我们已经看到强劲的市场需求，这一方面来自于汽车生产商对高性能、低能耗车辆的日趋关注，另一方面来自政府颁布的更为严苛的排放法规。因此，越来越多的汽车制造商将涡轮增压技术作为自己的首选。我们预计在未来5 年内，中国每3 辆车就有一辆是加T 的，换句话说，5 年内市场规模将翻番。

《汽车纵横》：请介绍，全球涡轮增压技术的应用情况、中国涡轮增压技术的应用情况？ 

Craig Balis： 在欧洲，50% 以上新的轻型车采用涡轮增压器。我们预计，中国涡轮增压器市场将在接下来的五年内由500 万台增至1000 万台，涡轮增压器覆盖配套比例从当前的20% 增长到接近30%。

《汽车纵横》：涡轮增压器是如何工作的？ 

Craig Balis：涡轮增压器利用发动机的排放废气流推动涡轮机叶轮高速旋转，最高速度可达280000 rpm。

涡轮机叶轮与压气机叶轮同在一根轴上。涡轮机叶轮高速旋转的同时带动压气机叶轮高速旋转，使通过压气机的空气速度和压力增大。而密度大、温度高的压缩空气进入发动机之前，先进入空气冷却器冷却，同时获得更大的密度。这使发动机得以在耗能更少的前提下提升燃油燃烧效率，进而产生更高的功率。随着高压燃油喷射系统的应用日益增多，涡轮增压器的配套使用使得燃油的燃烧更加彻底、高效和清洁。

《汽车纵横》：目前我国正在重点推广增压技术，加之，国四和京五的实施， 可见增压技术未来在中国的市场需求是越来越广。霍尼韦尔如何把握这一市场机遇？已经做了哪些准备工作？ 

Craig Balis：这些排放法规的实施将促使涡轮增压市场的规模扩大和技术升级，作为行业和技术的领导者，我们非常振奋可以把更多先进的技术介绍给中国的汽车生产商。

目前，在全球所销售的轻型车辆中有9% 采用了涡轮增压汽油发动机，在未来五年内，汽油涡轮增压器占有率有望上升至15%。在中国，油耗指标和二氧化碳排放监管均变得更为严格，这促使了汽油涡轮增压在所有汽油轻型车辆中所占的比例从目前的13%，会在五年内提升至26%。

在过去的两年中，霍尼韦尔涡轮增压技术支持了众多新款汽油车的推出，从宝马到大众，从通用汽车到福特汽车，地域覆盖世界的每一个角落，范围包括各种排量的发动机。

对于中国市场，我们既提供全球先进的技术和产品，也积极与本土厂商配合，推出适合中国用户尤其是中端市场的应用，也就是我们所说的“东方服务于东方”的产品。

乘用车的柴油化趋势也为霍尼韦尔VNT（可变截面涡轮增压）技术提供了一个非常好的发展契机。霍尼韦尔是VNT 技术的开创者。与废气旁通式涡轮增压技术相比，VNT 涡轮增压器可以提高发动机扭矩高达30%，同时提升燃油经济性高达 5%。霍尼韦尔预期未来五年中 VNT 在中国的市场占有率将翻两番。全球已售出5000 万台VNT，在中国这个数量目前为止非常少，但是我们认为接下去的5 年里，覆盖率会翻两番。

第二代汽油机技术首先是在中国市场上推出的，整个涡轮增压器的体积缩小了很多，同时油耗和性能有了很大的提升。这个技术2012 年在菲亚特菲翔1.4L 上首发。

《汽车纵横》：霍尼韦尔涡轮增压技术趋势如何？ 

Craig Balis：在过去的12 个月当中， 我们看到的这个市场的最大的变化就是汽油涡轮增压项目急剧的增加，仅就霍尼韦尔而言，我们目前有30 到40 个汽油涡轮增压发动机项目在应用开发的阶段。 

另外我们观察到的一个趋势就是VNT 技术的应用。在增压技术发展的历史过程中，还没有一项创新技术可以跟霍尼韦尔的VNT 技术相媲美。自从上世纪九十年代批量生产以来，霍尼韦尔至今已经生产了超过五千万台VNT 增压器，帮助世界各地的车辆改善性能，改进燃油经济性以及降低排放。近几年来，霍尼韦尔每年配合各类发动机的VNT 项目都在五十个以上。

鉴于VNT 增压技术未来发展的巨大空间，霍尼韦尔始终没有停下持续创新的步伐，其最新一代的VNT 产品具有最新的空气动力设计，先进的球轴承技术以及耐高温的可变截面机构组件，可以进一步改善5% 的燃油消耗和降低排放，是满足欧Ⅵ排放的关键增压技术。

《汽车纵横》：霍尼韦尔涡轮增压技术能为发动机的节能减排，做出哪些贡献？体现了哪些优势？ 

Craig Balis：霍尼韦尔涡轮增压器具备最新的增压技术，在提升燃油效率和降低排放量的同时改进车辆性能及驾驶乐趣，减排大约30%。

相比同等输出功率的自然吸气发动机，涡轮增压技术可为汽油发动机提升 20% 的燃油效率，为柴油发动机提升 40% 的燃油效率，同时减少最多达30% 的尾气排放。