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带你认识增压发动机(二)机械增压器

时间:2018-12-13 09:44  来源:绍兴汽车网

  带你认识增压发动机(二)机械增压器

  在描述机械增压的时候,网友经常能看到增压值这个指标。这是衡量一个增压器作用最重要的指标,一般用bar来表示。我们没有必要太精确地了解这个单位,只需知道1bar大致等同于1个大气压,也就是说如果增压器的增压值是1bar,也就是给空气额外增加了一倍的压力。值得注意的是,这个1bar并不是一个绝对数,而是相对的。如果去到高海拔地区,增压的效果肯定就没有1bar了。

老爷车
  机械增压器的起源

  在国内,Supercharger被翻译为机械增压。但就Supercharger这个词汇而言,在国外的含义是很丰富的,只是因为在引入国内的增压器中,Supercharger是属于那种由机械直接带动的增压器,因此被广泛称为“机械增压”。

  早期的机械增压器被用在工业设备上,1908年首先使用在赛车上,极速已经达到了160Km/h。1921年,奔驰就生产出第一款量产的机械增压车型,随后的机械增压被广泛应用于汽车和飞机上。因为结构简单容易实现,所有早期的增压车型都是使用机械增压器。

  机械增压是如何工作的

  机械增压的工作原理很简单,增压器前端的皮带轮和发动机直接和发动机曲轴皮带轮连接,当发动机转动时,增压器就会直接被带动。 为了提升增压器的转速,其皮带轮必然会小于曲轴所带动的皮带轮。增压器的转速一般会高于发动机曲轴的2.5倍以上,个别高增压的增压器能够达到曲轴转速的5倍以上,也就是几万转/分钟。

机械增压器

机械增压的类型和结构

  目前应用最多的机械增压是罗兹式(Roots)增压器。这种增压器转子之间保有极小的间隙而不直接相连,转子由两个大小相同,互相啮合的齿轮连动,转动起来方向刚好相反,产生压缩空气的动作。其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连结,转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器,在不需要增压时会放开离合器以停止增压,离合器则由计算机控制以达到省油以及减少噪音的目的

  中低转速扭矩表现优秀

  由于机械增压采用皮带轮直接带动,也就是随着油门踏板踏下,发动机转速上升的瞬间,增压也是同步的。这就给予了驾驶者非常直接的驾驶体验。于此同时,因为在发动机低转速下就直接工作,机械增压发动机的低俗扭矩特别好,特别适合用于排气量大、注重中低转速扭力输出的引擎。因此,机械增压更为那些需要平稳动力输出、中低扭矩强劲的豪华车所使用。

V6发动机

结构简单、布局容易

  机械增压的好处是容易布置,机械相对独立。工作温度低,基本不需要额外的润滑和冷却系统。例如很多V缸发动机,可以直接将增压器安装在两个气缸组之间的夹角里,非常方便。

机械增压器

由于结构简单,机械增压很适合用于改装。只要增压值不大,发动机缸体无需任何的改动,就可以加装机械增压器,只需要稍微调整发动机控制电脑,改变喷油和点火即可。

  最大的缺点是消耗了发动机的功率

  机械增压最大的缺点就是会消耗发动机产生的功率。目前大多数机械增压会消耗掉发动机输出功率的7%,并且随着转速的上升急剧增加。而提升发动机的功率大概在30%-50%之间,因此,机械增压发动机的转速往往不能过高,需要平衡增压器带来的负面影响。

  机械增压的制造受制于叶片的设计和整体的强度。除了驱动齿轮之外,所有零部件都需要高强度的铝合金一体压铸成型,成本非常高。体积和重量也不小,因此更倾向于在大排量的发动机上使用。

机械增压器

尽管机械增压是一种古老而悠久的增压方式,不过在技术进步的推动下,体积更小,效率更高的涡轮增压开始大规模使用,似乎有着取代机械增压的气势,这将在下一期中介绍。

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