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机械增压浅析
文章来源:汽车头条 爱车途闻 MR  发布日期:2017-07-11

我的增压发动机就没有迟滞!机械增压浅析

 

现在,越来越多人在买车时都会选择带“套”的,大家别急,途哥可不是在开黄腔,此“套”非彼“套”,这里说的是涡轮增压。随着涡轮增压日益普及,即使往日不能上内环的1.0小车,也能有堪比以往行政级别轿车的动力。

 

看题目都知道,途哥这次当然不是讲涡轮增压,虽然涡轮增压优点很多,但缺点也很明显,即使再怎么小的涡轮,再多的涡管,涡轮迟滞也是不可能完全避免,高低转速的动力落差,显然会让你想念那大排量发动机。那么有没有又能增加动力,又能有线性的动力输出呢,答案就是,机械增压。


    讲起机械增压,可能大家都比较陌生,的确,和现在满街跑的涡轮增压比起来,机械增压确实属于“弱势群体”。那什么是机械增压呢?

机械增压,顾名思义,是通过机械的传动,来实现增压的效果。资深的车迷可能也知道,涡轮增压的涡轮之所以能转动,靠的就是废气,通过发动机排出的废气,来推动涡轮高速运转。

机械增压则不同,通过普利盘和皮带带动曲轴,通过发动机自身的动力来带动增压器,实现增压的效果,常见的机械增压分为鲁兹式(Roots)和叶片式(Vane)。

鲁兹式其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子,转子之间保有极小的间隙而不直接接触。通过皮带带动转子齿轮,而转子轴上装有电磁离合器,在不需要增压时能够分离,达到省油的目的。

而叶片式机械增压器则类比为简化的涡轮增压,利用三个可根据不同离心力而改变转速的行星齿轮组带动进气叶片。透过齿轮组与叶片轴心的相互磨擦,提高轴心转速并进一步提高进气叶片的速度,进而将空气吸入气缸,达到增强动力的目的。

讲了那么多,那么机械增压到底有什么优点呢?由于机械增压的工作原理,在低速时便可以获得增压的效果,整个发动机在运转的过程中都会带动增压器,使得发动机的出力更加的线性,低速就能有犹如大排量自然发动机的浑厚扭矩,几乎任何时候都能有增压的效果,不存在任何的迟滞。

而机械增压由于不需要废气驱动,进气的温度大大的降低,可以省略了中央冷却器,使得结构大为简化,工作温度介于70℃ -100℃,比起靠废气驱动的涡轮增压器的400℃ -900℃的高温工作环境要舒服得多。重量也比涡轮增压发动机更加的轻巧。由于整体热负荷的降低,对油液的要求也要比涡轮增压发动机要低,维护也更为方便。

那为什么这么好的增压器,却在量产车中相对少见呢?正所谓成也萧何败萧何,机械增压工作原理赋予它诸多优点,同时又给了它相当明显的缺点。由于机械增压靠的是发动机自身的动力进行运转,这对于发动机来讲驱动增压器就成为了一个额外的负担。对于大排量发动机来讲,这种功率消耗自然不值一提,可是对于小排量发动机来讲,在低速时动力就成了很大的负担。

虽然高转速时机械增压进气量增大,动力得到增加,可是随着转速的升高,增压器的进气阻力变得非常高,增压器和引擎本身工作转速互相干涉,这时对发动机造成相当大的负担,影响转速的提升。因此,机械增压必须在增压值与引擎负荷间取得平衡,以避免高增压带来的负面效应。

这种工作特性大大的降低机械增压的增压效果,现在量产机械增压器最大增压值最大都不超过0.4Bar,和涡轮增压动辄1Bar甚至2Bar以上的增压值相比简直小巫见大巫,对于小排量发动机的增益极其有限,限制了机械增压在民用车领域上的发挥。

不过,在大排量发动机的领域却大放异彩。由于大排量发动机自身动力输出不俗,机械增压则为其在低扭和马力上做一个辅助增益,同时又不会影响其线性的动力输出,现在像科尔维特的C7 Z06,福特将推出的GT500等美式大排量性能车,过去的奔驰AMG,都倾向采用机械增压。在国内,能接触到的机械增压民用车,平价的有楼兰等SUV,豪华车中也只有奥迪A8L还在使用,都看重了机械增压低扭出色,输出线性的特点,而放弃惯用的涡轮增压。

途哥总结

随着涡轮增压技术的日渐成熟,在双涡管,双涡轮甚至可变截面涡轮的加持下,也有不错的动力反应。而机械增压在小排量发动机上难以发挥其优点,只有高性能大排量发动机还坚持使用。沃尔沃则利用机械增压和涡轮增压的优点,发展出独特的双增压发动机。