機(jī)械增壓淺析

發(fā)布日期：2020-07-21 作者：點(diǎn)擊：

發(fā)動(dòng)機(jī)

現(xiàn)在，越來越多人在買車時(shí)都會(huì)選擇帶“套”的，大家別急，途哥可不是在開黃腔，此“套”非彼“套”，這里說的是渦輪增壓。隨著渦輪增壓日益普及，即使往日不能上內(nèi)環(huán)的1.0小車，也能有堪比以往行政級(jí)別轎車的動(dòng)力。

看題目都知道，途哥這次當(dāng)然不是講渦輪增壓，雖然渦輪增壓優(yōu)點(diǎn)很多，但也有缺點(diǎn)，即使再怎么小的渦輪，再多的渦管，渦輪遲滯也是不可能全部避免，高低轉(zhuǎn)速的動(dòng)力落差，顯然會(huì)讓你想念那大排量發(fā)動(dòng)機(jī)。那么有沒有又能增加動(dòng)力，又能有線性的動(dòng)力輸出呢，答案就是，機(jī)械增壓。

講起機(jī)械增壓，可能大家都比較陌生，的確，和現(xiàn)在滿街跑的渦輪增壓比起來，機(jī)械增壓確實(shí)屬于“弱勢群體”。那什么是機(jī)械增壓呢？

機(jī)械增壓，顧名思義，是通過機(jī)械的傳動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)增壓。車迷可能也知道，渦輪增壓的渦輪之所以能轉(zhuǎn)動(dòng)，靠的就是廢氣，通過發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣，來推動(dòng)渦輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

機(jī)械增壓則不同，通過普利盤和皮帶帶動(dòng)曲軸，通過發(fā)動(dòng)機(jī)自身的動(dòng)力來帶動(dòng)增壓器，實(shí)現(xiàn)增壓，常見的機(jī)械增壓分為魯茲式（Roots）和葉片式（Vane）。

魯茲式其構(gòu)造是在橢圓形的殼體中裝兩個(gè)繭形的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子之間保有極小的間隙而不直接接觸。通過皮帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)子齒輪，而轉(zhuǎn)子軸上裝有電磁離合器，在不需要增壓時(shí)能夠分離，達(dá)到省油的目的。

而葉片式機(jī)械增壓器則類比為簡化的渦輪增壓，利用三個(gè)可根據(jù)不同離心力而改變轉(zhuǎn)速的行星齒輪組帶動(dòng)進(jìn)氣葉片。透過齒輪組與葉片軸心的相互磨擦，提高軸心轉(zhuǎn)速并進(jìn)一步提高進(jìn)氣m葉片的速度，進(jìn)而將空氣吸入氣缸，達(dá)到增強(qiáng)動(dòng)力的目的。

講了那么多，那么機(jī)械增壓到底有什么優(yōu)點(diǎn)呢？由于機(jī)械增壓的工作原理，在低速時(shí)便可以獲得增壓，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中都會(huì)帶動(dòng)增壓器，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的出力更加的線性，低速就能有猶如大排量自然發(fā)動(dòng)機(jī)的渾厚扭矩，幾乎都能有增壓，不存在遲滯。

而機(jī)械增壓由于不需要廢氣驅(qū)動(dòng)，進(jìn)氣的溫度大大的減小，可以省略了中央冷卻器，使得結(jié)構(gòu)大為簡化，工作溫度介于70℃ -100℃，比起靠廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器的400℃ -900℃的高溫工作環(huán)境要舒服得多。重量也比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)更加的輕巧。由于整體熱負(fù)荷的減小，對(duì)油液的要求也要比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)要低，維護(hù)也更為方便。

那為什么這么好的增壓器，卻在量產(chǎn)車中相對(duì)少見呢？正所謂成也蕭何敗蕭何，機(jī)械增壓工作原理賦予它諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又給了它相應(yīng)的缺點(diǎn)。由于機(jī)械增壓靠的是發(fā)動(dòng)機(jī)自身的動(dòng)力進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來講驅(qū)動(dòng)增壓器就成為了一個(gè)額外的負(fù)擔(dān)。對(duì)于大排量發(fā)動(dòng)機(jī)來講，這種功率消耗自然不值一提，可是對(duì)于小排量發(fā)動(dòng)機(jī)來講，在低速時(shí)動(dòng)力就成了很大的負(fù)擔(dān)。

雖然高轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)械增壓進(jìn)氣量增大，動(dòng)力得到增加，可是隨著轉(zhuǎn)速的升高，增壓器的進(jìn)氣阻力變得很高，增壓器和引擎本身工作轉(zhuǎn)速互相干涉，這時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)，影響轉(zhuǎn)速的提高。因此，機(jī)械增壓必須在增壓值與引擎負(fù)荷間取得平衡，以避免高增壓帶來的負(fù)面效應(yīng)。

這種工作特性大大的減小機(jī)械增壓的增壓，現(xiàn)在量產(chǎn)機(jī)械增壓器增壓值都不超過0.4Bar，和渦輪增壓動(dòng)輒1Bar到2Bar以上的增壓值相比簡直小巫見大巫，對(duì)于小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的增益極其有限，限制了機(jī)械增壓在民用車領(lǐng)域上的發(fā)揮。

不過，在大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域卻大放異彩。由于大排量發(fā)動(dòng)機(jī)自身動(dòng)力輸出不俗，機(jī)械增壓則為其在低扭和馬力上做一個(gè)輔助增益，同時(shí)又不會(huì)影響其線性的動(dòng)力輸出，現(xiàn)在像科爾維特的C7 Z06,福特將推出的GT500等美式大排量性能車，過去的奔馳AMG，都傾向采用機(jī)械增壓。在國內(nèi)，能接觸到的機(jī)械增壓民用車，平價(jià)的有樓蘭等SUV，豪華車中也只有奧迪A8L還在使用，都看重了機(jī)械增壓低扭出色，輸出線性的特點(diǎn)，而放棄慣用的渦輪增壓。

隨著渦輪增壓技術(shù)的日漸成熟，在雙渦管，雙渦輪或可變截面渦輪的加持下，也有不錯(cuò)的動(dòng)力反應(yīng)。而機(jī)械增壓在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)上難以發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，只有高性能大排量發(fā)動(dòng)機(jī)還堅(jiān)持使用。沃爾沃則利用機(jī)械增壓和渦輪增壓的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展出獨(dú)特的雙增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。