透析機械增壓

衛(wèi)東

雖說渦輪增壓器已經(jīng)100多歲了，還在汽車界扮演著重要的角色，可比它歲數(shù)還大的機械增壓也在堅守著崗位，為車主提供著雙重需求：既迎合政府嚴格的排放標準又能滿足客戶的駕駛樂趣

我們曾經(jīng)在發(fā)動機欄目介紹了渦輪增壓技術，如今渦輪增壓是大行其道，而在增壓這股潮流之中還有一種當前已經(jīng)變得比較小眾的機械增壓，它與渦輪增壓還是具有很大區(qū)別的，今天我們就來談談機械增壓。針對自然進氣發(fā)動機進氣效率低的問題，人們想到了增加進氣量，讓每次氣門開啟時間內能讓更多的空氣擠入燃燒室，再相應增加噴油量，由此增加了發(fā)動機的動力輸出，這就是增壓發(fā)動機的基本原理。

機械增壓技術的起源與發(fā)展

機械增壓最早出現(xiàn)在1860年，由Philander和Francis Roots發(fā)明并申請了“魯式”機械增壓器的設計專利。當初并非用在汽車上，因為那時還沒汽車，那時發(fā)明它的目的是幫助礦井通風。直到內燃機發(fā)明后，1900年，Gottleib Daimler首次在汽車發(fā)動機中安裝了“魯式”機械增壓器，比渦輪增壓器安裝到發(fā)動機上早了幾年。當初，渦輪增壓被歐洲人所喜愛，而機械增壓則深受美國人民歡迎。隨著上世紀石油危機的到來和發(fā)動機技術的忽左忽右，增壓發(fā)動機也是幾經(jīng)起伏，而隨著對發(fā)動機效率的進一步壓榨，增壓發(fā)動機在國際舞臺變得越來越活躍。

機械增壓器工作原理

機械增壓器其實就是空氣壓縮機，目的就是讓發(fā)動機燃燒室在有限的空間內裝入更多的空氣。那增壓器是怎樣工作的呢？增壓器由齒輪和殼體組成，就像發(fā)動機附件發(fā)電機或空調泵一樣，只是在體積上略大，通常安裝在發(fā)動機側面或上方，串聯(lián)在進氣系統(tǒng)的空氣濾芯之后。增壓器殼體內部通常帶有冷卻系統(tǒng)，以減小由于增壓器的發(fā)熱造成空氣的膨脹。增壓器的驅動輪內部也像空調泵驅動輪一樣帶有電磁離合器，因為在發(fā)動機高轉速時機械增壓器將產(chǎn)生負效果，此時就要斷開機械增壓。

增壓器工作時由發(fā)動機曲軸通過發(fā)動機皮帶驅動增壓器驅動輪。此時與增壓器驅動輪同在一根軸上的主動齒輪會帶動增壓器內部的從動齒輪旋轉，通過這組錐形斜面齒輪的碾壓，將正常體積空氣壓縮成更小的體積，再注入進燃燒室。雖然機械增壓器的齒輪有多種設計，其目的都是一樣的，將更多的空氣送進燃燒室。從前，機械增壓器平均可提高46%的功率和31%的扭矩，所以它的作用還是很大的。

機器增壓器的今天與未來

這幾年的明星發(fā)動機都與增壓密不可分，如寶馬前幾年突然喜歡上了渦輪增壓，并造出了V6雙渦輪增壓明星發(fā)動機，大眾TSI和福特的直噴增壓發(fā)動機也成了汽車界的寵兒。而前幾年的一款明星發(fā)動機落在了大眾和奧迪采用機械增壓的3.0TFSI身上。對于用慣了渦輪增壓的大眾來說，突然發(fā)現(xiàn)機器增壓也有如此的光芒。也有廠家將機械增壓換成了渦輪的，如梅賽德斯一奔馳前幾年推出的1.8T發(fā)動機，改變之后的動力表現(xiàn)也是給人以很大驚喜。機械增壓器在大排量發(fā)動機上的應用更多些，如路虎攬勝、凱迪拉克CTS-V等。

對于機械增壓來說，未來的使命就是降低噪聲和增加效率。與渦輪增壓器相比，機械增壓器的葉片切割空氣會導致噪聲，依賴發(fā)動機皮帶驅動導致動力損失。伊頓公司表示上述缺點在第五代機械增壓產(chǎn)品已得到改善——瞬時反應好、燃油經(jīng)濟性高、熱效率明顯超過渦輪增壓器。也許在不久的將來機械增壓器會東山再起。