「機械常識」渦輪增壓與機械增壓

最近車間有一台途樂來裝機械增壓，所以在我們看懂機械增壓的案例之前，我們先需要普及一下關於現在常見的兩種增壓方案——機械增壓與渦輪增壓。

這裡的增壓，就是給氣缸的進氣歧管增壓，讓進氣閥門開啟的一瞬間能夠讓更多的空氣進入氣缸。從而讓燃料進行更加充分的燃燒，增加汽車動力。

而渦輪增壓和機械增壓只是增壓的兩個不同形式而已。

先說常見的渦輪增壓，它的全名應該叫廢氣渦輪增壓技術。

廢氣渦輪增壓技術是利用廢氣的能量驅動渦輪增壓器的渦輪，帶動在進氣端的壓葉輪壓縮進氣，可以獲得較高的進氣歧管壓力，這樣發動機在進氣門開啟期間，可以獲得更高密度和更大流量的新鮮空氣，以提高發動機輸出功率和轉矩。

另外，發動機都會在增壓器壓端出口后管道加裝一個中冷器，用來降低被壓縮空氣溫度，以進一步提高空氣密度，同時改善發動機燃燒，最直接的目的就是增加發動機動力，同時達到降低排放和油耗的目的。

機械增壓

與渦輪增壓不同的是，機械增壓是通過皮帶由曲軸帶輪驅動進行空氣壓縮，以獲得更高密度的氣體，進一步獲得更高的功率。機械增壓一般和發動機轉速有一個固定的傳動比，帶來最大的一個好處就是在任何工況下都能提供即時的增壓響應，完全不依賴於排氣溫度和壓力，在任何情況下都沒有任何增壓延遲，這將使得機械增壓發動機具有對應油門的極佳的瞬態響應和車輛的極佳的駕駛性能。

機械渦輪雙增壓

也有發動機同時利用廢氣和機械增壓技術，其下面部分屬於廢氣渦輪增壓結構，上面部分則是機械增壓。這點我們就不說了，有機會給大家詳細講。

渦輪增壓的優勢

1、功率提升明顯

渦輪增壓器能夠使發動機獲得30%甚至更高的功率提升，同時使發動機最高轉矩點的轉速降低到2 000 r/min以下，甚至可能達到1500 r/min。這樣就使小排量的增壓發動機輕易達到更大排量發動機的性能。

2、節油

對於增壓發動機，雖然由於泵氣損失，相對於相似功率的發動機，似乎油耗偏高，但是由於其良好的低速轉矩，匹配合適的傳動比，能使發動機運行大部分工況靠近最低油耗區，從而獲得10%-15%的節油效果。

3、高原功率損失補償

增壓器的使用可以補償發動機高原功率損失。高原地區空氣稀薄，大氣壓偏低，自然吸氣發動機因此而進氣量減少，導致動力下降。裝配了增壓發動機的整車在高原行駛時，發動機ETK會根據情況減小或關閉增壓器廢氣旁通閥，以獲得更高的壓縮比，使得發動機進氣岐管的絕對壓力達到與海平面行駛時相似或略低的水平。這就是人們常說的「增壓器的高原補償」。

4、提升操縱性能

由於增壓器提升了發動機的低速轉矩，使得整車在低速時有較高的儲備轉矩，這樣能獲得較好的加速性能，從而使用戶體驗到良好的整車操縱性能。

需要說明的是，由於機械增壓消耗的是發動機的輸出功率，而廢氣渦輪增壓則合理利用了發動機廢氣能量，即使會由於排氣端背壓略高，導致部分複合泵氣損失略為增加，但也比機械增壓綜合油耗降低10%以上。另外，為了滿足發動機瞬態加速性能和較高的低速轉矩，廢氣渦輪器渦輪和壓輪越來越小，轉動慣性也隨之更小，或者採用雙流道，可變截面渦端技術，性能更加優越,使得廢氣渦輪增壓技術優勢更為明顯

機械增壓的優勢

1、瞬態響應的比較

從瞬態響應上來比較，機械增壓具有渦輪增壓無可比擬的優勢。機械增壓在0.5 s以內就可以建立90%的絕對壓力，而渦輪增壓要用5 s才能達到相同的壓力，這種增壓的延遲足以對整車的駕駛感操控感產生很大影響。

兩種增壓器的瞬態響應比較

2油耗的比較

渦輪排氣能量主要來源於排氣背壓的升高，排氣背壓的升高也會使發動機泵氣損失增大，從而消耗部分發動機功率。而機械增壓系統不提高排氣阻力，從而使得進排氣的氣壓差對活塞做正功。

另外，得益於機械增壓發動機即時的瞬態響應和優秀的低速扭矩，可以在發動機小型化的同時支持低速化。低速化降低了發動機的摩擦功，可有效降低整車油耗。

發動機運行轉速降低900轉可使整車油耗降低10%

3、可靠性和耐久性

機械增壓器是自潤滑的機械裝置，無需與發動機的油路進行連接；機械增壓器也不會產生極端的高溫，不需與發動機冷卻系統連接提供額外冷卻。因此，機械增壓器比渦輪增壓器有先天的可靠耐久性優勢，而且機械增壓器系統周邊零件少，成本更低。

機械增壓器系統簡單

4其他方面的優勢

機械增壓系統不從排氣汲取能量，使發動機冷啟動工況三元催化器很快達到起燃溫度。同時得益於更好的燃燒室掃氣，使發動機可以適當提高壓縮比或增大點火提前角。

渦輪增壓和機械增壓的大概情況就是這樣，歡迎大家來與宙斯討論或提問。