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力量的角逐——涡轮增压VS机械增压

2017-10-24

随着社会生产力和科技的不断进步,人们对交通工具的要求不断提高,如何能让一台小排量的发动机爆发出大排量发动机的动力,增压技术是最行之有效的方法。增压发动机又分为机械增压和涡轮增压两种增压模式。那么同样作为发动机增压技术都是为了提高引擎的输出性能,机械增压为什么在乘用车中普及率很少,而涡轮增压却成为全球主流呢?  首先我们必须要理清概念,什么是机械增压,什么是涡轮增压? 机械增压就是通过机械的方式来增

 

随着社会生产力和科技的不断进步,人们对交通工具的要求不断提高,如何能让一台小排量的发动机爆发出大排量发动机的动力,增压技术是最行之有效的方法。增压发动机又分为机械增压和涡轮增压两种增压模式。那么同样作为发动机增压技术都是为了提高引擎的输出性能,机械增压为什么在乘用车中普及率很少,而涡轮增压却成为全球主流呢?

 

 

首先我们必须要理清概念,什么是机械增压,什么是涡轮增压?

 

机械增压就是通过机械的方式来增加发动机进气歧管的空气压力,从而提高发动机输出功率。它的工作原理相当于一个鼓风机,并通过发动机的曲轴带动皮带或者链条,来转动增压器内部叶片输出更多的空气,当发动机吸收了这些空气后,就会喷出更多的汽油,达到提供动力的效果。

 

机械增压发动机工作原理

 

涡轮增压的工作形式则是,就像你拿一台电风扇向汽缸内吹,硬是把风往里面灌,使里面的空气量增多,从而增加喷油量,以得到较大的马力,只是这个扇子不是用电动马达,而是用引擎排出的废气来驱动。

 

涡轮增压发动机工作原理

 

不管是机械增压,还是涡轮增压他们各自的优缺点也十分明显。

 

机械增压是发动机的一部分,而涡轮增压是作为发动机的一个附属部件。没有涡轮增压器,车辆照样可以行使,而没有机械增压,发动机的不完整性就有可能会体现出来。

 

涡轮增压器

 

机械增压器是由发动机曲轴直接带动的,也就是说增压器与发动机同步工作,这就不会有涡轮增压发动机普遍拥有的涡轮迟滞现象,动力输出犹如自然吸气发动机般线性,并且性能表现比自吸发动机更强。而涡轮增压器是利用发动机排出的废气来驱动涡轮,需要等到发动机转速上升到一定程度才开始工作。

机械增压器

 

由于机械增压器不需要跟发动机的润滑系统连接,工作的环境温度只需70-100℃(涡轮增压器为400-900℃),所以机械增压器对润滑系统和冷却系统的要求比涡轮增压器低得多,不会出现涡轮增压车型的润滑系统异常导致烧机油和温度过高等故障。

 

奔驰E200K和C200K所使用的1.8L机械增压发动机

 

那么问题来了,机械增压的实用性如此高,为何不普及呢?

 

机械增压在某些方面的确拔尖,但是它也有难以忍受的硬伤。首先机械增压器要靠发动机来带动,也就意味着它在增强动力的同时,会消耗发动机的一部分动力,因此,如果小排量发动机搭载机械增压器,那么动力提升的幅度就不明显了。其次由于机械增压器一直处于工作状态,会使发动机一直喷更多的汽油,油耗也会大幅度增加。

 

在购车成本方面,由于机械增压器的精密度要比涡轮增压器高,体积也更大,所以它的制造成本要更高,车辆的售价以及后期的养护费用也会有提升。因此目前机械增压只在少数高端豪车身上得到应用。

装备罗兹式机械增压器的克尔维特ZR1

 

最后是发动机的噪音,虽然机械增压器的运转平顺性比涡轮增压器好,但是其工作时的噪音远大于涡轮增压器,行驶舒适性较差。

既然涡轮增压比机械增压有更加广泛的应用前景,那是否意味着,机械增压就必将推出历史舞台了呢?也不一定,由于机械增压器和涡轮增压器各具优势,于是,很多厂商将它们整合为一体,诞生了双增压发动机。这种发动机能够在低转速区间用机械增压,不会出现涡轮迟滞现象,而在高转速时启用涡轮增压,解决了机械增压在高转速时无力和费油等缺点。

双增压发动机