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(jī)械增壓也在堅(jiān)守著崗位，為車主提供著雙重需求：既迎合政府嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)又能滿足客戶的駕駛樂趣

我們曾經(jīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)欄目介紹了渦輪增壓技術(shù)，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(dāng)前已經(jīng)變得比較小眾的機(jī)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?wù)剻C(jī)械增壓。針對自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣效率低的問題，人們想到了增加進(jìn)氣量，讓每次氣門開啟時(shí)間內(nèi)能讓更多的空氣擠入燃燒室，再相應(yīng)增加噴油量，由此增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，這就是增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理。

機(jī)械增壓技術(shù)的起源與發(fā)展

機(jī)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(jī)械增壓器的設(shè)計(jì)專利。當(dāng)初并非用在汽車上，因?yàn)槟菚r(shí)還沒汽車，那時(shí)發(fā)明它的目的是幫助礦井通風(fēng)。直到內(nèi)燃機(jī)發(fā)明后，1900年，Gottleib Daimler首次在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中安裝了“魯式”機(jī)械增壓器，比渦輪增壓器安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)上早了幾年。當(dāng)初，渦輪增壓被歐洲人所喜愛，而機(jī)械增壓則深受美國人民歡迎。隨著上世紀(jì)石油危機(jī)的到來和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的忽左忽右，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)也是幾經(jīng)起伏，而隨著對發(fā)動(dòng)機(jī)效率的進(jìn)一步壓榨，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在國際舞臺變得越來越活躍。

機(jī)械增壓器工作原理

機(jī)械增壓器其實(shí)就是空氣壓縮機(jī)，目的就是讓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室在有限的空間內(nèi)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(dòng)機(jī)附件發(fā)電機(jī)或空調(diào)泵一樣，只是在體積上略大，通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)面或上方，串聯(lián)在進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣濾芯之后。增壓器殼體內(nèi)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(qū)動(dòng)輪內(nèi)部也像空調(diào)泵驅(qū)動(dòng)輪一樣帶有電磁離合器，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)械增壓器將產(chǎn)生負(fù)效果，此時(shí)就要斷開機(jī)械增壓。

增壓器工作時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)增壓器驅(qū)動(dòng)輪。此時(shí)與增壓器驅(qū)動(dòng)輪同在一根軸上的主動(dòng)齒輪會帶動(dòng)增壓器內(nèi)部的從動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，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(jìn)燃燒室。雖然機(jī)械增壓器的齒輪有多種設(shè)計(jì)，其目的都是一樣的，將更多的空氣送進(jìn)燃燒室。從前，機(jī)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(jī)器增壓器的今天與未來

這幾年的明星發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)，大眾TSI和福特的直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)也成了汽車界的寵兒。而前幾年的一款明星發(fā)動(dòng)機(jī)落在了大眾和奧迪采用機(jī)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(jī)器增壓也有如此的光芒。也有廠家將機(jī)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(dòng)機(jī)，改變之后的動(dòng)力表現(xiàn)也是給人以很大驚喜。機(jī)械增壓器在大排量發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用更多些，如路虎攬勝、凱迪拉克CTS-V等。

對于機(jī)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(jī)械增壓器的葉片切割空氣會導(dǎo)致噪聲，依賴發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致動(dòng)力損失。伊頓公司表示上述缺點(diǎn)在第五代機(jī)械增壓產(chǎn)品已得到改善——瞬時(shí)反應(yīng)好、燃油經(jīng)濟(jì)性高、熱效率明顯超過渦輪增壓器。也許在不久的將來機(jī)械增壓器會東山再起。