機械增壓supercharger

1、有關(guān)與機械增壓-Supercharger以“機械增壓”為關(guān)鍵詞，用站上的搜索功能找了一下，竟然發(fā)現(xiàn)一個結(jié)果也沒有。寒夜漫漫，翻一篇有關(guān)機械增壓的文章給Modi-Auto的朋友們，希望能對大家有所幫助。本文譯自How stuff works網(wǎng)站，原作者為Jeff Beckman。譯文由Torque與4月1日在Modi-Auto首發(fā)。前言自從人類發(fā)明了內(nèi)燃機以來，引擎工程師們就一直在尋找一種能夠有效增加引擎能量的辦法。制造大排氣量的引擎便是其中之一，但更大的排氣量往往意為著更重以及更為昂貴的價格。另一種方法則是在常規(guī)大小的引擎上做文章，通過吸入更多的空氣到燃燒室里來達到目的。因為更多的空氣被吸入意

2、為著可以注入更多的燃油，而更多的燃油則代表著引擎能夠在氣缸內(nèi)制造更為強大的爆炸力和更高的馬力。(Ford Ranger的機械增壓引擎使用增壓器是達到強制進氣目的的好幫手。在這篇文章里，我們將會介紹何謂機械增壓，它們是如何工作以及與渦輪增壓相比時的優(yōu)劣之分。增壓器是什么？任何的增壓器都是一種能夠通過壓縮空氣來增加“大氣壓力值”的裝置。渦輪增壓，機械增壓都是如此。事實上，“渦輪增壓器”是一種縮寫，其全稱應(yīng)當(dāng)為“渦輪機械增壓器”(Turbo-Supercharger。(譯者按:在英文里，增壓器、機械增壓器統(tǒng)稱為Supercharger，渦輪增壓器則為Turbocharger(ProCharger D

3、1SC centrifugal式機械增壓為了能壓縮空氣進入燃燒室，輪葉的轉(zhuǎn)速必須比引擎的轉(zhuǎn)速還要快。使用比與其相連“輪葉齒輪”大的“傳動齒輪”能產(chǎn)生此效果。一般機械增壓器的輪葉轉(zhuǎn)速能達到5萬至6.5萬轉(zhuǎn)每分鐘。5萬轉(zhuǎn)的增壓器能產(chǎn)生大約6-9psi的壓強。由于海平面大氣壓強為14.7psi，也就意為著有大約50%多余的空氣將會被增壓器壓入引擎中。當(dāng)空氣被壓縮的同時，溫度也會隨之升高。而由于高溫空氣的密度低于低溫空氣，含氧量減少，燃燒效率降低，使得其在被壓縮點燃時無法產(chǎn)生應(yīng)有的能量，所以壓縮過后的空氣必須降溫。中冷器(intercooler的出現(xiàn)解決了這個問題。當(dāng)高溫高壓空氣經(jīng)過中冷器時，冷卻水或

4、冷空氣作為熱交換媒介有效的降低了壓縮空氣的溫度，雖然在此過程中會損失部分壓力。Roots式機械增壓器現(xiàn)在常見的機械增壓器主要有三種式樣:Roots式，Twin-screw式和Centrifugal式。它們最大的不同點在于其壓縮空氣的方式不同。Roots和Twin-screw使用的是不同種類的meshing lobes機構(gòu)，而Centrifugal則采用的是類似渦輪的輪葉機構(gòu)。而且雖然這三種機械增壓器同樣都是為了制造壓力，但他們之間的效率卻有一定的差別。Roots式機構(gòu)早在1860年代就被設(shè)計出來且用于管道的通風(fēng)系統(tǒng)上。但直到1900年才被Gottleib Daimler應(yīng)用于汽車引擎。(Roo

5、ts supercharger如圖所示，當(dāng)meshing lobes開始旋轉(zhuǎn)時，大量的空氣在短時間內(nèi)由上方的入口被吸入，再經(jīng)由下方的排出口送出，從而制造出所需要的正壓。也正因為如此，機械增壓器又常被稱為“鼓風(fēng)機”(Blower。Roots式機械增壓由于體積較大并且只能裝置在引擎的上方，所以通常只被應(yīng)用在美式肌肉跑車或?qū)ｉT用來比直線加速的賽車上，因為這些車可以毫無顧忌得在引擎蓋上挖洞(或干脆直接拿掉來放置增壓器。Twin-screw式機械增壓器與Roots的工作原理相同，Twin-screw也是使用的兩根meshing lobes來壓縮空氣。但由于Twin-screw的meshing lobes

6、被設(shè)計成回旋樣式，使得吸入的空氣能夠被集中起來并壓縮在一個更小的空間里。(Twin-screw supercharger這種需要精密加工技術(shù)的設(shè)計讓Twin-screw式增壓更有效率，同時卻也更為昂貴。而且當(dāng)被壓縮過的空氣從排出口擠出來時，會發(fā)出巨大的噪音，讓使用者不得不另外花錢裝置消音器。Centrifugal式機械增壓器離心力(Centrifugal式增壓使用的是一個類似渦輪的裝置，其輪葉能夠在很短的時間內(nèi)以高達50000至60000RPM的轉(zhuǎn)速將空氣壓縮。但與此同時，輪葉的高轉(zhuǎn)速卻使得從排氣口出來的空氣處在高速低壓的狀態(tài)。為了增加壓力，工程師們在出口處設(shè)計了一個擋板。當(dāng)被推擠出來的空氣沖

7、擊到擋板時，流速降低，壓力因此被從新聚集起來。(Centrifugal supercharger體積小、重量輕和可以安置在引擎前方的優(yōu)點讓離心力式增壓成為最有效率、最普及的機械增壓器。(Mini-Cooper S原廠便帶有機械增壓現(xiàn)今市場上大多數(shù)的機械增壓套件來自與改裝廠，但也有少部分原廠車出廠時就已安裝。機械增壓的優(yōu)點裝置增壓器的目的是為了能夠讓引擎擁有更多的馬力。但如何在機械增壓器和渦輪增壓器之間做抉擇呢？這個問題同樣讓工程師們很傷腦筋，但總體來說，機械增壓還是略勝過渦輪增壓。首先，機械增壓不會產(chǎn)生延遲(Lag。渦輪增壓的啟動需要有足夠多的廢氣來支持，而這通常會需要一點時間。機械增壓的驅(qū)動力則直接來自引擎的曲軸，當(dāng)引擎啟動時，機械增壓就已開始工作。其次，由于渦輪增壓對排氣系統(tǒng)要求很高，需要在改裝時一并對其進行強化，而機械增壓只需裝置在引擎上即可。最后，當(dāng)你要熄滅引擎時，渦輪增壓引擎通常需要30秒左右的時間來讓部件、機油冷卻，而機械增壓引擎則可以直接熄火