帶你認識增壓發動機(1)：增壓器的由來

　　增壓有什么好處

　　增壓首先的好處就是解決了自然吸氣發動機本身固有的缺陷——永遠吃不飽。因此，在相同的排量下，增壓發動機能夠發出更大的功率，滿足更多的需要。這是從功率輸出的角度上說的。

　　反過來說，就是可以用更小排量，更輕的發動機代替以往更大排量發動機才能做到的工作，由于更小的發動機各種摩擦面積小，重量輕，本身運轉起來消耗的能量自然就少，效率也就提高了，完全順應了當下節能環保的潮流。在之前我們給大家介紹的《2011國際最佳發動機 8款獲獎引擎點評》里面就提到，菲亞特的0.8升雙缸渦輪增壓發動機獲得了4個大獎里面的3個，氣勢一時無量。

　　這款發動機剛好完全解決了以上提到的自然吸氣吃不飽的問題。除了渦輪增壓外，這款發動機還取消了“節氣門”，進氣量的多少完全用電子控制的氣門來控制。加上只有2個氣缸，體積極為緊湊輕巧，效率自然就大大提高。

　　上文提到過，國際汽聯在1989年停用渦輪增壓發動機，是因為功率過大。不過有意思的是，2010年12月10日,國際汽聯審議并通過了F1從2013年開始，使用1.6升的4缸渦輪增壓發動機，取代當前的2.4升自然吸氣V8發動機的新規則。

　　新規則稱：各支車隊使用直列4缸1.6升渦輪增壓發動機取代現有2.4升V8發動機，最大輸出功率限定仍為750馬力，峰值轉速從現有的18000轉/分降低到12000轉/分，在維持當前動力輸出水平的情上況下，增加動能回收裝置，將燃油消耗降低35%。

　　國際汽聯規定的發動機轉速大幅下降了1/3，排量減少但功率依然不變，這種情況其實在民用車上早已看到。例如上一代寶馬M5使用的自然吸氣發動機峰值轉速都超過8000轉，而新一代M5采用的渦輪增壓發動機峰值轉速下降到7000轉，馬力更大還更節油。以往自然吸氣發動機的最大扭矩需要在很高的轉速上才能出現，而現在的渦輪增壓機器在1000多轉的時候就能悉數發出，并且能在很寬廣的轉速范圍內維持。更低的最大功率轉速、更低的最大扭矩輸出轉速，意味著增壓機器能夠減少因為高轉速帶來的摩擦損失，效率進一步提升。

　　增壓的壞處

　　既然增壓有這么多好處，早期的發動機都干什么去了，現在才想起來要增壓?

　　其實早在1909年，瑞典人Alfred Buchi博士就提出采用廢氣渦輪增壓，后來首先被用在柴油發動機和航空發動機上。1977年，瑞典的薩博公司生產出第一款薩博93，是第一家將渦輪增壓運用到汽車發動機上的廠商。不過當時的增壓發動機不但造價昂貴，而且還有不少使用上的問題，因此難以大規模推廣。

　　首先由于發動機燃燒壓力增大，排氣溫度高，對缸體結構和耐熱材料要求更高。

增壓發動機對材料要求極高

　　空氣被壓縮后溫度會升高，這是我們一般人都知道的常識。對于增壓發動機來說，被加壓的空氣溫度會急升70-100度，被燃燒后的排放溫度也會更高，高溫導致機件失效和耐用性急劇下降，早期材料則難以解決這個問題。此次是噪音，增壓器都有高速轉動的轉子。轉子速度從幾千到十幾萬都有，高速轉動的轉子會產生很大的噪音。

　　事實上，以上種種的缺點僅僅是所有增壓發動機的共同點。對于不同類型的增壓發動機，例如我們熟悉的渦輪增壓和機械增壓，由于結構和原理完全不一樣，他們所產生的問題也完全不同。不同的結構和形式具有完全不同的特點，這些我們將會在后面的文章中講述。