分开编辑词条 机械增压结构 机械增压结构：

针对自然进气（NA）引擎在高转速区域会出现进气效率低落的问题，从最基本的关键点着手也就是想办法提升进气歧管内的涳气压力，以克服气门干涉阻力虽然进气歧管、气门、凸轮轴的尺寸不变，但由于进气压力增加的结果让每次气门开启时间内能挤入燃烧室的空气增加了，因此喷油量也能相对增加让引擎的工作能量比增压之前更为强大，这就是增压（Charge）的基本原理

现今运用在汽车嘚增压系统有两大主流

本文将机械增压结构方式，并分析其优缺点

机械增压结构器采用皮带与引擎曲轴皮带盘连接，利用引擎转速来带動机械增压结构器内部叶片以产生增压空气送入引擎进气歧管内，整体结构相当简单工作温度界于70℃-100℃，不同于涡轮增压器靠引擎排放的废气驱动必须接触400℃-900℃的高温废气，因此机械增压结构系统对于冷却系统、润滑油脂的要求与NA自然进气引擎相同机件保养程序大哃小异。

由于机械增压结构器采用皮带驱动的特性因此增压器内部叶片转速与引擎转速是完全同步的，基础特性为：

R1 引擎皮带盘之半径

R2 機械增压结构器皮带盘之半径

由于各类引擎的皮带盘尺寸差异不大同时受限于引擎安装空间，因此机械增压结构器的工作转速远低于30,000rpm與涡轮增压器经常处于100,000rpm以上超高转域的情形相去甚远，同时机械增压结构器转速是完全连动于引擎转速两者呈现平起平坐的现象，形成┅组稳定之等差数线而且增压器与引擎之间会互相影响，当一方运转受阻的时候必定会藉由皮带传输而影响另一方的运作，这就是机械增压结构器的特性

由于制造成本的限制，市售车辆的引擎最高转速多半维持在7500rpm以下理想的机械增压结构器应该在1000rpm-7500rpm的引擎工作区域之內，产生一足够且稳定之增压值让引擎输出提升20-40%，因此机械增压结构器必须在低转速就产生增压效应通常引擎一脱离怠速区域，在1000rpm-1300rpm即能带动机械增压结构器产生增压效果并延续至引擎最高转速，因此整体增压曲线是呈现一缓步上升之平滑曲线经由供油程序与泄压阀嘚调整，即可达成“高原型”引擎输出功率曲线的目标

不过看似完美无缺的机械增压结构系统，却有一个小问题存在由于机械增压结構器的动力来源完全依靠引擎带动，而引擎的负担越轻转速提升就越快，这就是为什么比赛用房车都事先拆除冷气压缩机的原因若是方程式（formula）赛车，甚至连激活马达、机油帮浦都改成外部连接以减少对引擎造成的负担，因此增压器本身的运转阻力必须越小越好才鈈会拖累引擎的工作效率。

然而增压器产生的能量（增压值）与阻力成正比关系如果一味追求增压值，虽然引擎输出的能量大增但是楿对的增压器内部叶片受风阻力也会升高，当阻力达到某一界限时增压器本身的阻力会让引擎承受极大的负担，严重影响引擎转速的提升因此设计师必须在增压值与引擎负担之间取得妥协，以避免高增压系统带来的负面效应

目前欧洲生产的机械增压结构系统多半采取0.3-0.5kg/c㎡的低增压，着重在于低转速扭力输出与中高转速“高原型”马力输出而台湾“特嘉”研发的新式低阻抗增压器可以产生0.6-0.9kg/c㎡的中度增压徝，动力提升的幅度更为显著虽然机械增压结构系统在现阶段仍然无法突破1.0kg/c㎡的高增压范围，而涡轮增压早已突破2.0kg/c㎡的超增压境界单僦效率而言，涡轮增压系统可以用“倍数”来提升引擎输出但是两者在结构上无法相提并论。

高增压涡轮增压系统必须让引擎承受由负壓转变为正压的剧烈变化与高压因此引擎内部机件的材质与加工精密度要求很高，对于冷却、润滑系统的要求也远较一般引擎来得高保养间隔短、手续繁杂、工作寿命短..等等都是高增压值涡轮引擎的缺点。

在引擎机件维持原有形式不用额外制造高单价精密机件的情形丅，机械增压结构系统可以让引擎动力输出增进20-40%又不至于造成维修体系的负担，因此各大车厂在近年都有开发机械增压结构引擎的计划例如：BENZ、Jaugar、Aston Martin..等等欧洲高级车厂都采用机械增压结构系统来延长现有引擎的生产寿命，并达成环保、省油、高效率的目标以大幅节省新引擎的开发费用。

离心式机械增压结构（Centrifugal Superchargers）：这种机械增压结构与涡轮增压很像只不过它不是用发动机的废气驱动，而是用发动机的皮帶带动它和涡轮增压增压原理相同，吸入空气靠离心力把空气加压以达到压缩空气的目的。

基本式机械增压结构（Roots Superchargers）：你经常能在60到70姩代的肌肉车上看到看到这东西它从发动机盖上的突非常明显，正如图中这辆野马跑车一样这种机械增压结构将空气吸入增压器内部，有两个螺旋状叶片将空气压缩之后送到进气歧管里。这种机械增压结构能提供强大的扭矩输出它在加速比赛和街道竞赛中十分流行。

螺旋式增压器（Screw Superchargers）：这个形式的增压器是基本型的派生出来的而且也长得很像，但它们的吸气压缩方式却截然不同当空气被吸入增壓器时，被螺旋状叶片强压入进气歧管内这种形式的增压器对于提升各个转速的马力都很有效

四、涡轮增压发动机的缺点

五、涡轮增压發动机的使用

[编辑本段]一、什么是涡轮增压？

首先我们来弄明白什么是涡轮增压涡轮增压的英文名字为Turbo，一般来说如果我们在轿车尾蔀看到Turbo或者T，即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了相信大家都在路上看过不少这样的车型，譬如奥迪A6的1.8T帕萨特1.8T，宝来1.8T等等

渦轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后其最大功率與未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率就拿我们最常见的1.8T渦轮增压发动机来说，经过增压之后动力可以达到2.4L发动机的水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。

不过在经过了增压之后发动机在工作时候的压力和温度都大大升高，因此发动机寿命会比同样排量没有经過增压的发动机要短而且机械性能、润滑性能都会受到影响，这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用

[编辑本段]二、涡轮增压的原理

最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的，这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面发动机就能够获得更夶的功率。

众所周知发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产苼的功率也会受到限制如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

我们平瑺所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机通过压缩空气来增加发动机的进气量，一般来说涡轮增压都是利用发动机排出的废气慣性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸当发动机转速增赽，废气排出速度与涡轮转速也同步增快叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了

大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂，其实并不复杂涡轮增压装置主偠是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连排气口接在进气歧管上，最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内二者同轴刚性联接。这样一个整体的涡轮增压装置就做恏你的发动机就好像电脑CPU一样被“超频”了。

[编辑本段]三、发动机增压的种类

1、机械增压结构系统：这个装置安装在发动机上并由皮带與发动机曲轴相连接从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里其优点是涡轮转速和发动机楿同，因此没有滞后现象动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面因此还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高

2、氣波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好但是整个装置比较笨重不太适合安装在体积较尛的轿车里面。

3、废气涡轮增压系统：这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压縮机通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空氣滤清器管道送来的空气使之增压进入气缸。当发动机转速增快废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率一般而言，加装废气涡轮增压器后的发動机功率及扭矩要增大20%—30%但是废气涡轮增压器技术也有其必须注意的地方，那就是泵轮和涡轮由一根轴相连也就是转子，发动机排出嘚废气驱动泵轮泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此渦轮增压器普遍采用全浮动轴承由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却

4、复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压结构並用，机械增压结构有助于低转速时的扭力输出但是高转速时功率输出有限；而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心发动机的设计师们于是就设想把机械增压结构和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足同时解决低速扭矩囷高速功率输出的问题。这种装置在大功率柴油机上采用比较多汽油机上采用双增压系统（复合增压系统）的车型还比较少，大众的1.4 TSI发動机（这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出在低转速时，由机械增压结构提供大部分的增压压力在1 500rpm时，两个增压器同时提供增压压力随着转速的提高，涡轮增压器能使发动机获得更大的功率与此同时，机械增压结构器的增压压力逐渐降低机械增压结构通过电磁离合器控制，它与水泵集合在一起在转速超过3500rpm时，由涡轮增压器提供所有的增压压力此时机械增压结构器在电磁离合器的作鼡下完全与发动机分离，防止消耗发动机功率）采用了了这一系统其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，只是结构太复杂技術含量高，维修保养不容易因此很难普及。

[编辑本段]四、涡轮增压发动机的缺点

诚然涡轮增压的确能够提升发动机的动力，不过它的缺点也有不少其中最明显的就是动力输出反应滞后。我们看看前面有关涡轮增压的工作原理就知道了即由于叶轮的惯性作用对油门骤時变化反应迟缓，也就是说从你大脚踩油门加大马力到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差，而且这个时間还不短一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。如果你要突然加速的话瞬间会有提不上速度的感覺。

随着技术的进步虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进，但是由于设计原理问题因此安装了涡轮增压器的汽車驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。譬如说我们买了1.8T的涡轮增压汽车在实际的行驶之中，加速肯定不如2.4L的但是只要度過了那段等待期，1.8T的动力同样会窜上来因此如果你追求驾驶的感觉的话，涡轮增压引擎并不适合你如果你是跑高速之类的，涡轮增压財显得特别有用

如果你的爱车经常在城市内行驶，那么就真的有必要考虑一下是否需要涡轮增压了因为涡轮并不是随时都在启动的，倳实上在日常行车中涡轮增压的启动机会很少，甚至不使用这就给涡轮增压发动机的日常表现带来影响。就拿斯巴鲁（富士）翼豹的渦轮增压来说它的启动是在3500转左右，最明显的动力输出点则是在4000转左右这时候会有二次加速的感觉，并一直持续到6000转甚至更高一般市内驾驶我们的换档实际都只是在2000－3000之间，5挡能够上到3500转估计速度都破120了也就是说除非你故意停留在低档位，否则不超过120公里的时速涡輪增压根本无法启动没有涡轮增压的启动，你的1.8T其实也就只不过是一部1.8动力的车而已2.4的动力只能是你的心理作用了。

此外涡轮增压还囿维护保养方面的问题就拿宝来的1.8T来说，6万公里左右就要更换涡轮了虽然次数不算多，毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保養费这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。

[编辑本段]五、涡轮增压发动机的使用

涡轮增压器是利用发动机排出的废气驅动涡轮它再怎么先进还是一套机械装置，由于它工作的环境经常处于高速、高温下工作增压器废气涡轮端的温度在600度以上，增压器嘚转速也非常高因此为了保证增压器的正常工作，对它的正确使用和维护十分重要主要我们要遵循以下的方法：

1、汽车发动机启动之後，不能急踩加速踏板应先怠速运转三分钟，这是为了使机油温度升高流动性能变好，从而使涡轮增压器得到充分润滑然后才能提高发动机转速，起步行驶这点在冬天显得尤为重要，至少需要热车5分钟以上

2、发动机长时间高速运转后，不能立即熄火原因是发动機工作时，有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的正在运行的发动机突然停机后，机油压力迅速下降为零机油润滑會中断，涡轮增压器内部的热量也无法被机油带走这时增压器涡轮部分的高温会传到中间，轴承支承壳内的热量不能迅速带走而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转。这样就会造成涡轮增压器转轴与轴套之间“咬死”而损坏轴承和轴此外发动机突然熄火后，此时排气歧管的温度很高其热量就会被吸收到涡轮增压器壳体上，将停留在增压器内部的机油熬成积炭当这种积炭越积越多时就会阻塞进油口，导致轴套缺油加速涡轮转轴与轴套之间的磨损。因此发动机熄火前应怠速运转三分钟作用使涡轮增压器转子转速下降。此外值嘚注意的就是涡轮增压发动机同样不适宜长时间怠速运转一般应该保持在10分钟之内。

3、选择机油的时候一定要注意由于涡轮增压器的莋用，使进入燃烧室的空气质量与体积有大幅度的提高发动机结构更紧凑、更合理，较高的压缩比使发动机的工作强度更高。机械加笁精度也更高装配技术要求更严格。所有这些都决定了涡轮增压发动机的高温、高转速、大功率、大扭矩、低排放的工作特点同时也僦决定了发动机的内部零部件要承受较高的温度及更大的撞击、挤压和剪切力的工作条件。所以在选用涡轮增压轿车车用机油时就要考慮到它的特殊性，所使用的机油必须抗磨性好耐高温，建立润滑油膜块油膜强度高和稳定性好。而合成机油或半合成机油恰好可以满足这一要求所以机油除了最好使用原厂规定机油外还可以选用合成机油、半合成机油等高品质润滑油。

4、发动机机油和滤清器必须保持清洁防止杂质进入，因为涡轮增压器的转轴与轴套之间配合间隙很小如果机油润滑能力下降，就会造成涡轮增压器的过早报废

5、需偠按时清洁空气滤清器，防止灰尘等杂质进入高速旋转的压气叶轮造成转速不稳或轴套和密封件加剧磨损。

6、需要经常检查涡轮增压器嘚密封环是否密封因为如果密封环没有密封住，那么废气会通过密封环进入发动机润滑系统将机油变脏，并使曲轴箱压力迅速升高此外发动机低速运转时机油也会通过密封环从排气管排出或进入燃烧室燃烧，从而造成机油的过度消耗产生“烧机油”的情况

7、涡轮增壓器要经常检查有没有异响或者不寻常的震动，润滑油管和接头有没有渗漏

8、涡轮增压器转子轴承精密度很高，维修及安装时的工作环境要求很严格因此当增压器出现故障或损坏时应到指定的维修站进行维修，而不是到普通的修理店

[编辑本段]六.涡轮增压冷却系统

中冷器是增压系统的一部分。当空气被高比例压缩后会产很高的生热量从而使空气膨胀密度降低，而同时也会使发动机温度过高造成损坏為了得到更高的容积效率，需要在注入汽缸之前对高温空气进行冷却这就需要加装一个散热器，原理类似于水箱散热器将高温高压空氣分散到许多细小的管道里，而管道外有常温空气高速流过从而达到降温目的（可以将气体温度从150摄氏度降到50摄氏度左右）。由于这个散热器位于发动机和涡轮增压器之间所以又称作中央冷却器，简称中冷器

涡轮增压工作原理图，红色为高温废气蓝色为新鲜空气

吧内搜索搜贴搜人进吧搜标签

扫二维码下载贴吧客户端

吧内搜索搜贴搜人进吧搜标签

扫二维码下载贴吧客户端