帶你認識增壓發(fā)動機（2）：機械增壓器

　　[太平洋汽車網(wǎng) 導購頻道]在上篇中，我們對增壓器的由來進行了介紹。增壓器的出現(xiàn)是為了彌補發(fā)動機固有的特點：吸不飽空氣。增壓器的種類有很多，我們常見的是機械增壓和渦輪增壓兩種。本篇我們就針對機械增壓器進行介紹。 

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　　相關知識 關于增壓值

　　在描述機械增壓的時候，網(wǎng)友經(jīng)常能看到增壓值這個指標。這是衡量一個增壓器作用最重要的指標，一般用bar來表示。我們沒有必要太精確地了解這個單位，只需知道1bar大致等同于1個大氣壓，也就是說如果增壓器的增壓值是1bar，也就是給空氣額外增加了一倍的壓力。值得注意的是，這個1bar并不是一個絕對數(shù)，而是相對的。如果去到高海拔地區(qū)，增壓的效果肯定就沒有1bar了。

改裝車上一般都會加上這個壓力表

　　機械增壓器的起源

　　在國內，Supercharger被翻譯為機械增壓。但就Supercharger這個詞匯而言，在國外的含義是很豐富的，只是因為在引入國內的增壓器中，Supercharger是屬于那種由機械直接帶動的增壓器，因此被廣泛稱為“機械增壓”。

　　早期的機械增壓器被用在工業(yè)設備上，1908年首先使用在賽車上，極速已經(jīng)達到了160Km/h。1921年，奔馳就生產出第一款量產的機械增壓車型，隨后的機械增壓被廣泛應用于汽車和飛機上。因為結構簡單容易實現(xiàn)，所有早期的增壓車型都是使用機械增壓器。

這款1928年產的奔馳跑車就裝備了機械增壓發(fā)動機

　　機械增壓是如何工作的

　　機械增壓的工作原理很簡單，增壓器前端的皮帶輪和發(fā)動機直接和發(fā)動機曲軸皮帶輪連接，當發(fā)動機轉動時，增壓器就會直接被帶動。 為了提升增壓器的轉速，其皮帶輪必然會小于曲軸所帶動的皮帶輪。增壓器的轉速一般會高于發(fā)動機曲軸的2.5倍以上，個別高增壓的增壓器能夠達到曲軸轉速的5倍以上，也就是幾萬轉/分鐘。

　　機械增壓的類型和結構

　　目前應用最多的機械增壓是羅茲式(Roots)增壓器。這種增壓器轉子之間保有極小的間隙而不直接相連，轉子由兩個大小相同，互相嚙合的齒輪連動，轉動起來方向剛好相反，產生壓縮空氣的動作。其中一個轉子的轉軸與驅動的皮帶輪連結，轉子轉軸的皮帶輪上裝有電磁離合器，在不需要增壓時會放開離合器以停止增壓,離合器則由計算機控制以達到省油以及減少噪音的目的。

羅茲式(Roots)增壓器

　　以前普遍采用3葉片的轉子，但現(xiàn)在開始使用4葉片的轉子，配合更為精準。葉片的形狀對增壓器的效率有極大影響，造工要求極高。無論是葉片的數(shù)量，還是葉片的形狀的變化，最終都是為了提升增壓效率。

4葉片螺旋形轉子是目前的發(fā)展趨勢

　　除了羅茨式增壓器，還有一種離心式增壓器也被廣泛使用，特別是在改裝車上，這種增壓器的越來越受到重視。離心式增壓器的樣子長得跟蝸牛一樣(實際上和渦輪增壓的原理是一樣的，關于渦輪增壓我們后面再講)。增壓器里面只有一個離心式葉片，在高速旋轉的過程中就把空氣給壓縮了。

　　很顯然，這種增壓器的特點結構更為簡單，不像羅茨式需要兩個轉子，因此體積更小，布置更方便。不過這種增壓器工作的時候會帶有高頻噪音，并且隨著轉速提高而愈發(fā)尖銳。為了達到有效的增壓值，離心式增壓器的轉速普遍比羅茨式的偏高，一般可以高于曲軸轉速5倍以上。

　　機械增壓器的增壓值不會太高

　　機械增壓器由于受到轉速和消耗功率的影響，其增壓值很少超過1bar,一般在0.3-0.5bar之間，超過0.5bar的已經(jīng)算高了。例凱迪拉克CTS-V 使用的第六代Eaton Gen 機械增壓器的最大增壓值達到0.62 bar，而Mini Cooper S R53上的機械增壓值可以達到0.8，在機械增壓中算是很高的增壓值了。(新一代的Mini Cooper S已經(jīng)換上了渦輪增壓)

凱迪拉克CTS-V

　　中低轉速扭矩表現(xiàn)優(yōu)秀

　　由于機械增壓采用皮帶輪直接帶動，也就是隨著油門踏板踏下，發(fā)動機轉速上升的瞬間，增壓也是同步的。這就給予了駕駛者非常直接的駕駛體驗。于此同時，因為在發(fā)動機低轉速下就直接工作，機械增壓發(fā)動機的低俗扭矩特別好，特別適合用于排氣量大、注重中低轉速扭力輸出的引擎。因此，機械增壓更為那些需要平穩(wěn)動力輸出、中低扭矩強勁的豪華車所使用。

搭載在奧迪A6L 3.0 TFSI Quattro上的機械增壓引擎

　　結構簡單、布局容易

　　機械增壓的好處是容易布置，機械相對獨立。工作溫度低，基本不需要額外的潤滑和冷卻系統(tǒng)。例如很多V缸發(fā)動機，可以直接將增壓器安裝在兩個氣缸組之間的夾角里，非常方便。

　　由于結構簡單，機械增壓很適合用于改裝。只要增壓值不大，發(fā)動機缸體無需任何的改動，就可以加裝機械增壓器，只需要稍微調整發(fā)動機控制電腦，改變噴油和點火即可。

　　最大的缺點是消耗了發(fā)動機的功率

　　機械增壓最大的缺點就是會消耗發(fā)動機產生的功率。目前大多數(shù)機械增壓會消耗掉發(fā)動機輸出功率的7%，并且隨著轉速的上升急劇增加。而提升發(fā)動機的功率大概在30%-50%之間，因此，機械增壓發(fā)動機的轉速往往不能過高，需要平衡增壓器帶來的負面影響。

　　機械增壓的制造受制于葉片的設計和整體的強度。除了驅動齒輪之外，所有零部件都需要高強度的鋁合金一體壓鑄成型，成本非常高。體積和重量也不小，因此更傾向于在大排量的發(fā)動機上使用。

　　盡管機械增壓是一種古老而悠久的增壓方式，不過在技術進步的推動下，體積更小，效率更高的渦輪增壓開始大規(guī)模使用，似乎有著取代機械增壓的氣勢，這將在下一期中介紹。