斯沃博達的渦輪電氣化讓内燃機輕松呼吸

在開發預算大幅縮減的情況下，内燃發動機面臨更加嚴苛的減排與降耗要求。名為Cross Charger的電動廢氣渦輪增壓器執行器為車輛制造商提供了一項解決方案：借此可實作節能高達10%以及更潔淨、性能更強并且無“渦輪遲滞”的汽油、柴油和混合驅動系統——以可控的成本。斯沃博達與技術合作夥伴合作實作的創新帶來三項獨特的電動渦輪優勢：媒體間隙電動機、能量回收以及便于内置的子產品化附加理念。進階車OEM已為批量使用測試Cross Charger。該系統也适用于乘用車和商用車中的氫能驅動系統。

Swoboda采用創新設計的Cross Charger是一款電氣化渦輪增壓器，其有助于顯著減少内燃發動機的油耗和有害氣體排放。

從目前歐洲的角度來看，所有注意力可能都放在全電動驅動系上。然而，從全球範圍來看，内燃發動機遠未過時：根據一項最新研究，2030年内燃機還會作為一半新造乘用車的主要驅動裝置——約5千萬輛，其中也包括混合動力車輛。其對于商用車同樣必不可少。但内燃機必須得到大幅改進。“我們的Cross Charger，針對廢氣渦輪增壓器的新型電氣化解決方案，使汽油機和柴油機适合其所面臨的巨大要求”，斯沃博達的銷售與開發總經理Christian G ser表示。

電氣化激發情感，而不增加排放

該創新通過使扭矩及功率暫時提升高達 80%、消除渦輪遲滞以及使起步加速度最多提高55%促進駕駛樂趣：通過電動渦輪更新，試驗用乘用車在行駛2.5秒後達到55 km/h——以傳統充電方式速度僅為25 km/h。此外，Cross Charger可以顯著降低油耗以及減少排放。在試驗台測試中，一台2升柴油機的燃油消耗量減少高達10%，并且排放的氮氧化物（NOX）減少40%。随着歐7标準計劃于2025年實施，後者必須大大減少，并且是在明顯縮短的發動機暖機時間之後。斯沃博達使車輛制造商更容易實作這些目标：“可以有盡可能多的車輛類型和應用場景得益于Cross Charger，從插電式混合動力汽車上的小型化汽油發動機到大排量的商用車柴油機。是以，主要開發目标是友善安裝系統和花費相對較少的成本”，G ser說道。通過衆多設計和理念上的細節創新，斯沃博達實作了這一目标，并且這些創新使Cross Charger從市場上已有的電氣化量産渦輪增壓器中脫穎而出。

可以保留原先的廢氣渦輪增壓器

憑借斯沃博達創新，才能使現有增壓器實作後續電氣化。在這種情況下，執行器作為精确比對的附加解決方案（“add-on”），置于渦輪增壓器的壓縮機葉輪前面。是以，其不必從一開始就作為新的、昂貴的增壓器系統的內建元件被一同開發出來。“在現有量産增壓器的部件中，高達90%可以通過我們的解決方案接管。但其幾乎不占用額外的結構空間”，工程設計合作夥伴G+L innotec的執行董事Holger G deke表示，其負責Cross Charger技術的基礎開發部分。

此外，該附加原理特别适合渦輪增壓器，用于在被增壓的基本機組基礎上實作不同功率變型：在這種情況下，Cross Charger為頂級發動機帶來功率提升。此外，其也可以切換到發電機模式并進行能量回收，即：将不需要的廢氣能量轉化為電池的充電電流。由斯沃博達開發的電子控制系統可根據結構空間情況，作為內建解決方案直接安裝在渦輪增壓器上或單獨安裝。

媒體間隙使電機冷卻

對于電動機，在壓縮機葉輪前面的新安裝位置也帶來巨大優勢。在那裡其處于最高120攝氏度的溫度下。是以，可以省去複雜的冷卻系統或者不存在對高溫敏感的轉子退磁的風險。由于結構型式，渦輪增壓器的旋轉品質因所使用的媒體間隙電機僅略微增加（

Cross Charger的電動機之是以能位于更有利的前移安裝位置，是因為其采用獨特的設計方式：這種所謂的媒體間隙電機在轉子與定子之間留出很大空間，使吸入的所有空氣都能流過它。作為正面的副作用，這樣還能額外冷卻機器。主要元件之間的更大距離不會影響電動機的效率——其憑借95%的效率實作與傳統競争對手相同的高水準。

潔淨能源引起巨大興趣

Cross Charger與其他電動渦輪增壓器共用基本工作原理。在低負荷範圍，即：在低發動機轉速以及低排氣壓力下，當踩下油門踏闆時，功率為幾千瓦的電動機使進氣渦輪迅速發動：所需增壓“從地下室”就直接開始。另外，内燃機由此獲得更多最大扭矩：目前參考渦輪發動機2從380 Nm強化到475 Nm，僅得益于Cross Charger。這樣機組也能在效率優化的範圍内工作更久。進而降低油耗。尤其是對于Cross Charger，廢氣再循環（EGR）的效率提高，後處理系統更快達到工作溫度。二者顯著減少了NOX排放，尤其是面對歐7标準。

汽車行業對這項創新表現出相應興趣：“我們目前正與多家OEM商談。一家德國的進階車制造商正在就Cross Charger在其新一代内燃機上的批量使用進行測試”，G ser稱。電氣化增壓裝置同樣适用于電子燃料以及氫能應用，無論是以燃料電池還是經過改進的内燃發動機的形式。

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