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输出如自吸般线性?浅谈机械增压

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发布:liuxianglong 作者: 跟我视驾来源: 跟我视驾
PostTime:6-9-2017 21:06
虽然谈不上和涡轮增压一样常见,但也不算非主流。

以下为文章全文:(本站微信公共账号:cartech8)


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虽然谈不上和涡轮增压一样常见,但也不算非主流。

前几天跟大家聊了聊涡轮增压,从七八万一直到几百万的超跑上都可以见到涡轮增压的身影。而我们今天要说的是则是另一种增压方式——机械增压,其实也算不上罕见,比如奥迪A6L的3.0T车型,还有路虎旗下3.0T的车型,都是机械增压专业户,大众尚酷1.4T也有机械增压+涡轮增压的双增压版本。所以说实在谈不上罕见。

不仅谈不上罕见,机械增压也是一项比较古老的发动机技术了。初期的涡轮增压技术也是源于机械增压(Supercharger),涡轮增压技术诞生时全称叫做(Turbosupercharger),这么说其实机械增压算得上是涡轮增压的爸爸了,而且随着技术的发展,机械增压至今依然活跃在民用市场领域。

和涡轮增压有何不同?

目的都是增加进气压力,涡轮增压是靠发动机废气“吹”提供压力,而机械增压的动力则直接来源于发动机曲轴,当发动机转动时,增压器就会被直接带动。当然,为了达到增压效果,增压器转速都会比发动机曲轴转速高很多,一般为发动机曲轴转速的2.5倍以上。

有何特点?

从最基本的原理中我们不难理解,相对于涡轮增压而言,机械增压的动力输出会来的更为线性。因为,在涡轮增压发动机上当你踩下油门的一瞬间,还是要依靠先前发动机运作产生的废气来推动涡轮,进入高压状态,所以这中间会有一个时间差。而机械增压则是由皮带轮直接带动,你踩下油门,增压器转速和发动机转速是同时成比例上升的。这就可以给驾驶者一种非常直接、没有延迟的动力体验。与此同时,机械增压也会有着很棒的低速扭矩,由于这种特性使得机械增压会比较适合那些追求平稳输出、中低扭强劲的豪华车。

缺点则是相对于涡轮增压而言,由于机械增压是由发动机带动的,所以会消耗 一部分发动机产生的功率。并且随着发动机转速的上升,消耗量会越来越高,如果强行高增压,那增压器内部叶片所受风阻也会提高,达到某一界限时,这个阻力会给发动机带来很大负面影响,所以机械增压发动机的转速往往不会太高,太高的话不但会消耗发动机大量功率,也会带来更大的噪音,对增压器材料强度也会有更高的要求。所以一般机械增压也因此不会有太高的增压值,一般都在1bar以下,甚至于超过0.5bar的都算高的了。

因为增压值受限,所以机械增压装置并不能像涡轮增压那样,压榨出大量的马力,在功率上,机械增压处于劣势。所以我们也很少在小排量发动机上见到机械增压装置,加之机械增压零部件精度、强度都会高于涡轮增压,而且重量和体积也不小,所以它们通常都会出现在一些大排量发动机上。

机械增压的类型

目前量产乘用车中比较常见的是双螺旋式。图中两个雪糕状(我也忘了是什么雪糕...)的转子之间保持着极小的间隙,由两个体积一样互相啮合的齿轮联动,转起来之后相互是反方向的,从而产生压缩空气的效果,并且这些转子有一定锥度,空气从增压器进气口流向排气口,气道会变小,随着气道收缩空气会逐渐被压缩,并且使得空气压缩过程是连续进行的。其中转子的转轴由皮带轮连接着曲轴,并且还加装有电磁离合器,在不需要增压的时候离合器可以断开停止增压。

这种增压器被称为鲁氏增压,原理上和双螺旋式增压器类似,旋转起来之后空气会被吸入,然后排入进气歧管建立起压力。然而这种增压器吸入空气并不是连续的,而且间歇式,虽然间歇很短但并不能忽视。而且这种设计的转子会比较笨重,需要消耗比较多的曲轴扭矩,并且效率并不高。

而且这种增压器还有着两个缺点式的“优点”,因为这种增压器体积很大,安装在发动机顶部,露在机舱盖外面。曾经很多美式肌肉车都会改装这种增压器,会有着很夸张的视觉效果。而且由于转子笨重且进气不连续,所以噪音也会很大,所以就更“霸气”了...虽然效率不高,但看上去就是diao啊。

而这种增压器则被称为离心式机械增压器,其叶轮形式与涡轮增压器的转子非常相似,曲轴传来的转速会通过输入轴变速器放大。空气在叶轮轮毂处被吸进去,然后叶轮旋转会有一个离心力把空气向外扩撒,然后在通过扩压器把高速低压的空气变成低速高压的空气,从而为发动机进气提供压力。在特性上,在低速时这种增压器只能提供较低的增压值,而且发动机减速时,空气也会旁通。但跟以上两种机械增压来比较,这种离心式机械增压器低速扭矩表现并不好。

但这种增压器的效率在三种机械增压器中是最高的,而且增压后空气温度也会比较高,常常会需要加装中冷器。而且它体积也比较小,布局上也更为灵活,所以这种机械增压器也很受改装车的欢迎。虽然看上去这种机械增压装置和涡轮增压器非常相似,但是从增压器驱动方式上来讲,它是不折不扣的机械增压装置。

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