機械增壓返回目錄↑1、增壓分類 機械增壓發動機離心式機械增壓這種機械增壓與渦輪增壓很像，只不過它不是用發動機的廢氣驅動，而是用發動機的皮帶帶動。它和渦輪增壓增壓原理相同，吸入空氣靠離心力把空氣加壓，以達到壓縮空氣的目的。 基本式機械增壓 基本式機械增壓從發動機蓋上的突非常明顯，正如圖中這輛野馬跑車一樣。這種機械增壓將空氣吸入增壓器內部，有兩個螺旋狀葉片將空氣壓縮，之后送到進氣歧管里。這種機械增壓能提供強大的扭矩輸出。它在加速比賽和街道競賽中十分流行。 螺旋式增壓 螺旋式增壓的增壓器是基本型的派生出來的，而且也長得很像，但它們的吸氣壓縮方式卻截然不同。當空氣被吸入增壓器時，被螺旋狀葉片強壓入進氣歧管內。這種形式的增壓器對于提升各個轉速的馬力都很有效。 返回目錄↑2、增壓機械 機械增壓系統機械增壓器機械增壓器是一種強制性容積置換泵，簡稱容積泵。它跟渦輪增壓器一樣，可以增加進氣管內的空氣壓力和密度，往發動機內壓入更多的空氣，使發動機每個循環可以燃燒更多的燃油，從而提高發動機的升功率和平均有效壓力，使汽車動力性、燃油經濟性和排放都得到改善。 機械增壓器本質上是一臺羅茨鼓風機，有兩個轉子，每個轉子都扭轉一定的角度，例如60度以形成一個螺旋。這兩個轉子都由發動機曲軸通過皮帶驅動，與廢氣系統不相干。機械增壓器跟曲軸之間存在固定的傳動比。這兩個相向旋轉的轉子各有若干個突齒，在工作時互相嚙合。扭曲的轉子跟特殊設計的進口和出口幾何形狀相結合，有助減少壓力波動，使空氣流動平穩，工作時噪聲較低。這種設計也使其效率比傳統的羅茨鼓風機為高。這種帶有螺旋式轉子和軸向進口的機械增壓器可達到14,000r/min的轉速，從而縮小了體積。它可利用出口法蘭直接通過螺栓連接到進氣管上去。機械增壓器通過它的置換體積和皮帶傳動比來跟發動機相匹配，同時能夠在任何發動機轉速下提供過量的空氣流。 返回目錄↑3、增壓原理 機械增壓器構造由于各類引擎的皮帶盤尺寸差異不大，同時受限于引擎安裝空間，因此機械增壓器的工作轉速遠低于30,000rpm，與渦輪增壓器經常處于100,000rpm以上超高轉域的情形相去甚遠，同時機械增壓器轉速是完全連動于引擎轉速，兩者呈現平起平坐的現象，形成一組穩定之等差數線，而且增壓器與引擎之間會互相影響，當一方運轉受阻的時候，必定會藉由皮帶傳輸而影響另一方的運作，這就是機械增壓器的特性。不過看似完美無缺的機械增壓系統，卻有一個小問題存在，由于機械增壓器的動力來源完全依靠引擎帶動，而引擎的負擔越輕，轉速提升就越快，這就是為什么比賽用房車都事先拆除冷氣壓縮機的原因，若是方程式（formula）賽車，甚至連激活馬達、機油幫浦都改成外部連接，以減少對引擎造成的負擔，因此增壓器本身的運轉阻力必須越小越好，才不會拖累引擎的工作效率。 然而增壓器產生的能量（增壓值）與阻力成正比關系，如果一味追求增壓值，雖然引擎輸出的能量大增，但是相對的增壓器內部葉片受風阻力也會升高，當阻力達到某一界限時，增壓器本身的阻力會讓引擎承受極大的負擔，嚴重影響引擎轉速的提升，因此設計師必須在增壓值與引擎負擔之間取得妥協，以避免高增壓系統帶來的負面效應。 高增壓渦輪增壓系統必須讓引擎承受由負壓轉變為正壓的劇烈變化與高壓，因此引擎內部機件的材質與加工精密度要求很高，對于冷卻、潤滑系統的要求也遠較一般引擎來得高，保養間隔短、手續繁雜、工作壽命短..等等都是高增壓值渦輪引擎的缺點。 返回目錄↑4、汽車增壓 汽車機械增壓系統汽車的增壓系統有兩大主流，機械增壓（SuperCharge）和渦輪增壓（TurboCharge）機械增壓器之構造，機械增壓器采用皮帶與引擎曲軸皮帶盤連接，利用引擎轉速來帶動機械增壓器內部葉片，以產生增壓空氣送入引擎進氣歧管內，整體結構相當簡單，工作溫度界于70℃-100℃，不同于渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣驅動，必須接觸400℃-900℃的高溫廢氣，因此機械增壓系統對于冷卻系統、潤滑油脂的要求與NA自然進氣引擎相同，機件保養程序大同小異。 機械增壓器（SuperCharge）之特性由于機械增壓器采用皮帶驅動的特性，因此增壓器內部葉片轉速與引擎轉速是完全同步的，基礎特性為： 返回目錄↑5、增壓應用 機械增壓內部構造機械增壓有利汽油機的瞬時響應特性柴油機因為依靠變質調節的方式調節扭矩，沒有節氣門，每個循環吸入的空氣量相差不大，其質量流量的差異主要由轉速變動造成，所以柴油機的質量流量跨度範圍只有6.5:1左右。相比之下，傳統的汽油機（指缸內直噴式汽油機GDI以外的汽油機）依靠變量調節的方式調節扭矩，通過節氣門調節空氣流量，隨?負荷的變動，每個循環吸入的空氣量相差很大，加上汽油機轉速的變動範圍比柴油機大得多，所以汽油機的質量流量跨度範圍可達75:1，接近于柴油機這個指標的12倍。這導致渦輪增壓汽油機的瞬時工況較差。而采用機械增壓就沒有這個問題。 缸內直噴式汽油機在低工況下的節氣門是全開，這跟柴油機差不多；只是在高工況下節氣門開度才會隨負荷變動而變動。所以GDI的質量流量跨度範圍跟柴油機比較接近，也比較適合采用渦輪增壓。 機械增壓有利於降低汽油機排放 汽油機起動和起動后暖機階段的混合氣需要特別加濃，造成大量的碳氫化合物和一氧化碳排放。如前所述，迅速提高催化轉化器的溫度，對于汽油機驅動的轎車滿足歐洲第三階段排放法規的要求具有特別重要的意義。渦輪增壓器會降低排氣溫度，使催化轉化器的溫度不能迅速升高，影響它的轉化凈化效率。如果采用機械增壓器，就沒有這個問題。 機械增壓器可以兼作二次空氣泵  ESS機械增壓套件同樣是出於滿足歐洲第三階段排放法規要求的考慮，汽油機需要引入二次空氣系統。機械增壓器可以兼作二次空氣泵，減少了發動機成本。機械增壓汽油機的成本 為了提高汽油機的升功率，可以采用機械增壓，也可以采用四氣門。對機械增壓的3.8L、兩氣門V6發動機跟非增壓的4.0L四氣門V8汽油機進行的比較表明，機械增壓的汽車具有較好的功率和扭矩，而且總體成本也比非增壓的四氣門汽油機汽車低。這是因為四氣門汽油機較為復雜，相關的工具費用也較高。 機械增壓在汽油機的應用前景 前城市柴(chai)油(you)公(gong)交車(che)(che)(che)(che)(che)有別(bie)于一(yi)般(ban)柴(chai)油(you)客車(che)(che)(che)(che)(che)或(huo)貨車(che)(che)(che)(che)(che)，因為其平(ping)均(jun)車(che)(che)(che)(che)(che)速(su)低，基本(ben)上(shang)不會或(huo)很少達到最高車(che)(che)(che)(che)(che)速(su)，加(jia)上(shang)怠速(su)時間長，起(qi)步(bu)、加(jia)速(su)、減速(su)頻繁，發動機工況不斷地交替變換，所以(yi)也適(shi)合(he)采用(yong)機械增壓。由(you)于機械增壓和(he)渦輪(lun)增壓的(de)(de)性(xing)能特點在許多方面是互補的(de)(de)，近年來在歐美國家的(de)(de)一(yi)些高檔轎車(che)(che)(che)(che)(che)和(he)大功率的(de)(de)柴(chai)油(you)車(che)(che)(che)(che)(che)上(shang)，正(zheng)在進行將這兩種增壓器(qi)裝在同一(yi)輛(liang)車(che)(che)(che)(che)(che)上(shang)的(de)(de)試驗。[1] 返回目錄↑6、優點與不足
機械增壓的優勢： 相(xiang)對于渦(wo)輪增壓(ya)技(ji)術，機(ji)械增壓(ya)完全(quan)解(jie)決了油(you)(you)門(men)響應(ying)滯后，渦(wo)輪遲滯和動力輸出(chu)突然現象(xiang)，達到瞬(shun)時油(you)(you)門(men)響應(ying)，動力隨轉速線性輸出(chu)，增加駕駛性能(neng)能(neng)效果(guo)。此外，在低速高扭、瞬(shun)間(jian)加速，機(ji)械增壓(ya)技(ji)術都優(you)于渦(wo)輪增壓(ya)技(ji)術。 機(ji)械增(zeng)壓(ya)技術不需(xu)跟發動機(ji)的(de)潤滑系(xi)統(tong)連接，不需(xu)要(yao)冷卻(que)，免維護，工作可靠，而且壽命長。在這里機(ji)械增(zeng)壓(ya)是有(you)些(xie)優勢(shi)勝于渦輪(lun)增(zeng)壓(ya)，但(dan)它們各(ge)有(you)所長，機(ji)械增(zeng)壓(ya)比渦輪(lun)增(zeng)壓(ya)也(ye)有(you)不足之處。 機械增壓的不足：1、加速效(xiao)果不是很明顯(xian)，與自然吸氣引擎差別不大。 2、會(hui)損失發(fa)動機部分動能，機械(xie)增壓靠皮帶帶動，歸根到底驅動力(li)還(huan)是引擎。 3、高(gao)轉(zhuan)速時會產生大量的摩(mo)擦，影(ying)響(xiang)到轉(zhuan)速的提(ti)高(gao)，噪音大。 4、養護成本高。[2] |