霍尼韦尔VNTTMDutyDrive涡轮增压技术探析

李 娜 文

随着世界范围内机动车排放法规的日益严格，商用车领域的排放法规已经把目光转移到了NOX、CO、HC和PM。目前，欧洲和美国的法规侧重于降低CO2排放。行业分析师指出，到2020年，新商用车的CO2排放量预计平均减少达20%。实现更高的发动机燃油效率是降低CO2排放最有效的方式和途径，涡轮增压技术则是目前可用的关键支持技术。

提高效率，降低油耗

燃油效率对于商用车运营商和车队所有者来说非常重要。数据显示，燃油成本占到商用车总运营成本的30%～40%。霍尼韦尔涡轮增压器已被证明在缩小发动机尺寸，提高发动机性能的同时，可满足排放标准，提高燃油效率。

霍尼韦尔凭借其获得专利的VNTTMDutyDrive技术，支持中重型商用车领域的CO2减排。此项技术能够驱动废气再循环(EGR)、提高燃油效率和实现发动机性能的突破。该系统还能作为关键的排放控制技术，与选择催化还原(SCR)技术完美配搭。VNTTMDutyDrive技术可用于帮助控制废气温度，确保温度敏感的SCR系统保持高效工作，还可以帮助发动机提高制动能力，使得驾驶员无需完全依赖底盘制动系统便可实现车辆减速的目的。

霍尼韦尔于2012年底宣布，将为中国领先的运动型多功能轿车、皮卡制造商长城汽车提供柴油机VNTTM技术。采用这一技术的长城哈弗H5和H6 SUV将受益于霍尼韦尔最新VNTTM技术带来的优异燃油经济性和增强的发动机性能。相比传统的废气旁通涡轮增压技术，霍尼韦尔VNTTM技术能够将转矩提高30%，改善发动机在低速运转状态下的车辆加速性能并且实现更清洁的燃烧。霍尼韦尔交通系统集团中国及印度区副总裁兼总经理戴鹏杰(David Paja)表示：“未来柴油机燃烧必将变得更清洁、具有更高的燃油效率，预计不久的将来VNT技术在中国将有广泛的应用。在接下来的5年时间里，VNTTM在中国柴油轻型车的覆盖率将从目前的5%增长到20%。”

持续升级，不断助力柴油机性能提升

目前，无论是公路车辆还是非公路车辆，在全球有数以百万计的商用车辆在性能、减排和燃料效率方面均受益于霍尼韦尔公司的VNTTMDutyDrive涡轮增压器。

自2000年VNTTMDutyDrive涡轮增压器首次应用于公交车辆上的9 L DDC发动机开始，至今该技术的使用范围已经覆盖3～14 L排量的发动机。该技术经历了数次设计更新，通过持续不断的改进实现了重大的技术升级。

2000年，霍尼韦尔公司推出了用于DDC 50系列发动机的第1代VNTTMDutyDrive，该发动机以控制排放为主要设计目标。霍尼韦尔公司的解决方案采用双轴VNT设计，使用15片由双轴支撑的涡轮喷嘴叶片，并且具有已获专利的压力平衡核心功能，能够在运行过程中将由高压气动执行器控制的叶片的工作负荷降至最低。2002年，霍尼韦尔成功地扩大了该技术的使用范围，将其移植到大容量的DDC 60系列发动机(12.7 L和14.0 L）。

2004年，霍尼韦尔又推出了一项具有里程碑意义的技术，将VNTTMDutyDrive运用于日野7.7 L发动机，并且采用旋转式电子驱动(REA)，显著改进了涡轮控制和响应速度。同时，新增加的车载诊断系统也有助于降低维修成本，且符合政府的强制性要求。

在接下来的几年里，霍尼韦尔公司的工程师将所有精力投注于第2代VNTTMDutyDrive的开发。因其独特的弧形喷嘴叶片设计和更高效的全新涡轮叶轮设计，第2代VNTTMDutyDrive的性能提升很大，这2大改变提高了涡轮的工作效率，进一步减少了燃油消耗，同时增强了低速转矩和最大功率输出。

2010年，第2代VNTTMDutyDrive与超高效的滚珠轴承相结合的组合产品，首次应用于日野发动机(6.4 L和7.7 L）。霍尼韦尔公司的滚珠轴承系统采用高性能的陶瓷滚珠和高强度的耐热钢框架，适用于商用车客户应用所需的转子速度、轴承负荷和使用寿命。滚珠轴承的摩擦损失极低，能够承受较高的工作负荷，凭借上述固有性能，滚珠轴承拥有巨大的经济优势。与浮动轴承相比，该系统预计最多可提高2%的燃油效率。

2011年，霍尼韦尔首次将第2代VNTTMDutyDrive涡轮增压器应用于约翰迪尔动力系统推出的9 L非公路用车发动机上，并且将电动液压驱动用作双级涡轮增压系统的一部分。霍尼韦尔公司的工程师创造了这一款独一无二的涡轮增压器，将VNT的性能优势与广受认可的驱动方法相结合，不但降低了复杂性，而且额外提供了布置灵活性，帮助约翰迪尔实现极佳的性能，符合较高的排放标准，而且比前一代产品减少了至少80%的涡轮部件。VNTTMDutyDrive涡轮增压器采用钛合金制成的压缩机叶轮，是唯一一款适用于高温和长工作周期的产品。

与此同时，霍尼韦尔公司利用过去12年里积累的经验和专业技术，即将推出第3代VNTTMDutyDrive涡轮增压器。凭借涡轮HCF(高周疲劳)性能、特殊的叶片和叶轮设计、独特的材料和工艺，以及运动学建模和空气动力学设计工具，第3代产品能够拥有更高的运行速度、强化的耐用性和更高的工作效率，确保柴油机具有更高的效率和更低的排放。