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撰文／文 彤

近几年来，在福伊特驱动技术系统公司的生产大纲里新增了废气涡轮复合设备、涡轮增压器和空气压缩机等，目前正为这方面工作而繁忙。
In recent years, exhaust turbocharger complex, turbocharger and air compressor have been added to production outline of Voith Turbo Power Transmission Co, Ltd.

福伊特公司于1867 年1 月1 日正式成立，100多年来它凭着不断创新、勇于开拓的精神以及远见卓识的商业眼光，从一家小小的锁匠铺发展成为当今欧洲最大型的家族企业之一。福伊特传统上是一个混合型的康采恩集团，是工业领域的合作伙伴，在世界范围内为造纸技术、动力传输技术、动力设备及工业服务确立标准。福伊特驱动是福伊特集团(Voith AG)旗下的一个分部。公司总部设在德国海登海姆市。福伊特驱动(Voith Turbo)是道路、轨道和工业应用流体动力传输、连接器，制动系统以及船舶推进系统的专家。
近几年来，在福伊特驱动技术系统公司的生产大纲里新增了废气涡轮复合设备、涡轮增压器和空气压缩机等，目前正为这方面工作而繁忙。
下面是福伊特驱动最近的一些新产品范围。

●废气涡轮复合设备
废气涡轮复合设备，也曾经是斯堪尼亚和沃尔沃的一个研究课题。然而在斯堪的纳维亚暂时被搁置起来。在福伊特却全然不一样：它为沃尔沃开发废气涡轮复合技术，还为这瑞典公司提供缓速器、自动变速器。于是，废气涡轮复合技术的主要顾主立刻遍及三大洲。戴姆勒卡车用的新型世界发动机Weltmotor(排量12.8～15.6L三种结构系列的直列6缸机)具有一个福伊特的废气涡轮复合设备。
2007年，这种Weltmotor作为底特律柴油DD15在美国诞生，尔后在日本作为三菱Fuso的一个版本问世。相信在今后某个时候估计在2013～2014年过渡到欧Ⅵ时，该发动机在欧洲分部包括在奔驰车上采用。并非每个发动机都要装废气涡轮复合设备，但在涉及未来年产大约20万台发动机的情况下，无疑是一笔有利可图的生意。
废气涡轮复合技术项目负责人Kai Kamossa看准了对欧Ⅵ的良好机会。不过在废气涡轮复合设备上存在2个敏感的选择后果：是选择功率提高10%呢或者选择油耗降低2％～3%。选择后者所涉及的问题是在未来载货汽车与大客车的重型发动机上。如果按可预见的方式转换到欧Ⅵ，可能存在柴油消耗提高5％～6%的风险。
可以算个账：虽然废气涡轮复合设备价格不菲，但有机会在增压之后通过涡轮增压器来利用废气中存在的剩余能量。为此目的对现有的增压器再接一个涡轮，它将获得的能量通过连接器传输到一个齿轮传动机构，由它以机械方式直接作用到曲轴上。另一个优点是，涡轮在废气流中的阻力可以被用之来提高AGR系统中的废气再循环率，这是一种减少废气中有害物质含量的辅助措施。

●涡轮增压器
福伊特在这方面的长期目标，是年产50万件。它专用于4L以上排量和70~580kW功率的商用车发动机上。
2008年底，具有废气检测口的第一种增压器(WG系列)进入量产；紧接着在2年之后，一种可变涡轮几何形状的增压器(VN系列)进入量产。在2011年第三种增压器(TS系列)也将面世，它实际上是一种体现2级增压概念的全增压系统。
福伊特将其涡轮增压器按轴直径分成三种规格等级：70~150kW，130~300kW和200~580kW发动机功率。福伊特的这三架马车都相应装废气检测阀(Wastegate-Ventil)可变几何形状涡轮。福伊特决心以涡轮增压器在世界范围漫步。

●2级空气压缩机
这种增压器理念是节省燃料。它尤其是在发动机推力工况下就像是空气压缩机一样工作。如果空气缸充满气，它在牵引工况下以最小的损耗功率无压力地一同运转，必要时在2秒钟内开始。反之，在100%高负荷下空气压缩机承受持续时间的考验。越来越多的用气单元都有赖于压缩空气供气。空气弹簧、弯管、AdBlue喷射等，就在奔驰Capacity大客车上就有多达21处使用场所。空气压缩机在这里已经获得可靠的成批应用。
铝壳、无外控制电路的断路系统、通过齿轮传动操纵转向助力泵的取力器等，福伊特空气压缩机都可能有许多用武之地。必要时达到15~20bar压力，这为高压制动开辟了新的前景。为此也随之带来一些敏感的辅助效应：由于中间冷却，能低温保护机油，从而产生节能效果。节油效果在长途交通汽车上为0.2L/100km,在大客车或者送货车上为0.5L/100km。为满足各种不同的要求，这些新的空气压缩机有2缸和3缸的。

●一体化无磨损起动和制动系统
福伊特一体化无磨损起动和制动系统(VIAB)，使重型运输牵引车发动机可能早已产生的那部分扭矩最终得到利用。
构成起动单元的核心，是一个涡轮机离合器，也称为液力耦合器。VIAB能作为缓速器工作。在制动工况中，涡轮轻易地固定起来作为定子，泵叶轮也通过机油流而受制动，按这种运行方式作为转子工作。驾驶员要求的制动功率就像通常按制动杆操纵一样。VIAB的调节作用也像在起动时一样，通过注入的机油量来完成。引人注目的是，这里很大的制动作用是在相对较低的转速下发生。涡轮制动的摩擦片受力如此之小，这就实现福伊特称之的无磨损性能。
利用一种可通过按压开关连接的调车功能，VIAB能让Actros SLT车实现一种理想的爬行速度，就像在车上采用自动变扭器一样。如此，驾驶员就有可能利用制动踏板精确到毫米地进行调车调节。另一方面，气门踏板很直接地回应，但一切都保持在可准确剂量状态。这让人感觉到似乎增大了踏板行程。就像在奔驰动力换档变速器上通常见到的情况，装VIAB的SLT车具有三个换档操纵方式，即动力方式(Power-Modus)，经济省油行驶方式(EcoRoll)和一个爬坡倒车锁(Rueckrollsperre)。
然而，在本系统达到成熟量产之前，福伊特的工程师们还必须攻克一些技术难题，例如牵引车的车载电子技术应该了解以什么方式来管理发动机动力等。据称，未来所有的Actros车包括SLT都将装备爪齿自动变速器。因此当G 280-16动力换档变速器结束使命之后，开发设计师们还必须将他们老的自动同步变速器的经验转移到新的爪齿变速器上面来。

●福伊特新型磁力制动器
福伊特和缓速器有不解之缘。不久前已经产出了50万件缓速器。如果说迄今为止只专注于液力缓速器的话，那么现在一种称之为磁力缓速器的涡流缓速器加入产品频谱中而被视为新闻。这样，福伊特严重冲击着法国竞争者Telma及其产品涡流缓速器的市场。为达到这个目的，福伊特与日本Sumitomo公司联合，后者差不多20年来都制造涡流缓速器。 

●福伊特混合动力系统
福伊特取名Elvodriver的串联混合驱动系统，其动力传输是纯电的。而并联混合驱动概念，福伊特谓之Diwahybrid，是基于Diwa自动变速器，接上一个异步电机(E-Motor)。一个由福伊特开发的换流器充当能量的控管设备，外加一个电流储存器(蓄电器)。所有其它结构保持不变，这是为减少风险和节省可观费用的一步。
因此，福伊特立足于超级电容器(Supercaps)作为蓄电器，可以相信它有利于提高汽车的使用寿命，但是它缺乏长期蓄电的能力。不过工作有效：取消了电流2次转换过程，工作效率较高。
蓄电器还算不上福伊特的主要得意之作，而混合动力的转换才最引人注目。因为转换器布置在Diwa自动变速器的中间，所以福伊特把圆筒形的E-Motor纵向布置靠近变速器旁边。两者都与圆柱齿轮连接。这也只有福伊特才想得出。不过这样的安装画面想必是在低车架客车上观察得到，这种传动链变得较宽。
E-Motor的最大功率150kW，扭矩520Nm，持久功率计85kW，扭矩220Nm。恐怕显得乏力：圆柱齿轮的传动比3:1，尚有电动机从起动中流失的扭矩。然而，福伊特不是利用全部驱动力顺着柴油机满负荷曲线的功率行驶。原理上与其它系统不同，不随波逐流，不规定首先纯电行驶。如果这样，须得要求辅助设备的电气化，这应该是紧跟着的一步。
由于柴油机是以较低功率和较小扭矩的情况开始工作，故需要的燃料就比较少。对于柴油机满负荷曲线所缺乏的数值是由电动机来补充。

 
2008年，福伊特Diwahybrid在62届汉诺威IAA上首次隆重登场，随后又在圣地亚哥汽车运输博览会上亮相。还首先在北美通过了试验，因为北美是对混合动力运输工具最喜欢的地区。
本系统的大优点是，除了让我们纵览的系统技术之外就是设备重量：Diwahybrid的额外重量为720kg，还具有降低的潜力，例如通过减小柴油机尺寸的途径。
推动Diwahybrid并联混合动力并不意味着在技术上成熟的串联混合动力系统就不继续发展了。相反，在斯堪尼亚有2辆串联混合动力大客车在试验之中。2008年底有6辆汽车在斯德哥尔摩进入实用性试验，计划2011年成批生产。串联混合动力Voith-Elvodriver的电动机功率达到175kW，系统重量(连同作为蓄电器的超级电容器)大约900kg。而在技术细化的Diwahybrid并联混合动力系统上，更多地降低柴油机重量是可行的，或者完全明智一点就两者都考虑 。CVE

《商用车与发动机》