機械增壓的應用與成本

目前，機械增壓在當代的應用可謂是越來越廣泛，通過對上一遍文章的了解，我們也大致已經對機械增壓多多少少有所了解了，現在我們就繼續來深入了解機械增壓，關于機械增壓的增壓原理、機械增壓器的構造、機械增壓的汽車增壓、汽車機械增壓系統、機械增壓的增壓應用、機械增壓有利于降低汽油機排放、機械增壓器可以兼作二次空氣泵、ESS機械增壓套件、機械增壓的汽油機成本、機械增壓在汽油機的應用前景。

機械增壓

機械增壓的增壓原理

機械增壓器的構造

由于各類引擎的皮帶盤尺寸差異不大，同時受限于引擎安裝空間，因此機械增壓器的工作轉速遠低于3,000rpm，與渦輪增壓器經常處于10,000rpm以上超高轉域的情形相去甚遠，同時機械增壓器轉速是完全連動于引擎轉速，兩者呈現平起平坐的現象，形成一組穩定之等差數線，而且增壓器與引擎之間會互相影響，當一方運轉受阻的時候，必定會藉由皮帶傳輸而影響另一方的運作，這就是機械增壓器的特性。

不過看似完美無缺的機械增壓系統，卻有一個小問題存在，由于機械增壓器的動力來源完全依靠引擎帶動，而引擎的負擔越輕，轉速提升就越快，這就是為什么比賽用房車都事先拆除冷氣壓縮機的原因，若是方程式（formula）賽車，甚至連激活馬達、機油幫浦都改成外部連接，以減少對引擎造成的負擔，因此增壓器本身的運轉阻力必須越小越好，才不會拖累引擎的工作效率。

然而增壓器產生的能量（增壓值）與阻力成正比關系，如果一味追求增壓值，雖然引擎輸出的能量大增，但是相對的增壓器內部葉片受風阻力也會升高，當阻力達到某一界限時，增壓器本身的阻力會讓引擎承受極大的負擔，嚴重影響引擎轉速的提升，因此設計師必須在增壓值與引擎負擔之間取得妥協，以避免高增壓系統帶來的負面效應。 高增壓渦輪增壓系統必須讓引擎承受由負壓轉變為正壓的劇烈變化與高壓，因此引擎內部機件的材質與加工精密度要求很高，對于冷卻、潤滑系統的要求也遠較一般引擎來得高，保養間隔短、手續繁雜、工作壽命短..等等都是高增壓值渦輪引擎的缺點。

BENZ、Jaguar、AstonMartin..等等歐洲高級車廠都采用機械增壓系統來延長現有引擎的生產壽命，并達成環保、省油、高效率的目標，以大幅節省新引擎的開發費用。

機械增壓的汽車增壓

汽車機械增壓系統

汽車的增壓系統有兩大主流，機械增壓（SuperCharge）和渦輪增壓（TurboCharge）

機械增壓器之構造，機械增壓器采用皮帶與引擎曲軸皮帶盤連接，利用引擎轉速來帶動機械增壓器內部葉片，以產生增壓空氣送入引擎進氣歧管內，整體結構相當簡單，工作溫度界于70℃-100℃，不同于渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣驅動，必須接觸400℃-900℃的高溫廢氣，因此機械增壓系統對于冷卻系統、潤滑油脂的要求與NA自然進氣引擎相同，機件保養程序大同小異。機械增壓器（SuperCharge）之特性由于機械增壓器采用皮帶驅動的特性，因此增壓器內部葉片轉速與引擎轉速是完全同步的，基礎特性為：

引擎rpmX（R1/R2）=增壓器葉片之rpm

R1引擎皮帶盤之半徑

R2機械增壓器皮帶盤之半徑

由于制造成本的限制，市售車輛的引擎最高轉速多半維持在7500rpm以下，理想的機械增壓器應該在1000rpm-7500rpm的引擎工作區域之內，產生一足夠且穩定之增壓值，讓引擎輸出提升20-40%，因此機械增壓器必須在低轉速就產生增壓效應，通常引擎一脫離怠速區域，在1000rpm-1300rpm即能帶動機械增壓器產生增壓效果，并延續至引擎最高轉速，因此整體增壓曲線是呈現一緩步上升之平滑曲線，經由供油程序與泄壓閥的調整，即可達成“高原型”引擎輸出功率曲線的目標。

機械增壓的增壓應用　　

機械增壓有利于降低汽油機排放　　

汽油機起動和起動后暖機階段的混合氣需要特別加濃，造成大量的碳氫化合物和一氧化碳排放。如前所述，迅速提高催化轉化器的溫度，對于汽油機驅動的轎車滿足歐洲第三階段排放法規的要求具有特別重要的意義。渦輪增壓器會降低排氣溫度，使催化轉化器的溫度不能迅速升高，影響它的轉化凈化效率。如果采用機械增壓器，就沒有這個問題。　　

機械增壓器可以兼作二次空氣泵　　

ESS機械增壓套件　　

同樣是出于滿足歐洲第三階段排放法規要求的考慮，汽油機需要引入二次空氣系統。機械增壓器可以兼作二次空氣泵，減少了發動機成本。　

　
機械增壓

機械增壓的汽油機成本　　

為了提高汽油機的升功率，可以采用機械增壓，也可以采用四氣門。對機械增壓的3.8L、兩氣門V6發動機跟非增壓的4.0L四氣門V8汽油機進行的比較表明，機械增壓的汽車具有較好的功率和扭矩，而且總體成本也比非增壓的四氣門汽油機汽車低。這是因為四氣門汽油機較為復雜，相關的工具費用也較高。　　

機械增壓在汽油機的應用前景

前城市柴油公交車有別于一般柴油客車或貨車，因為其平均車速低，基本上不會或很少達到最高車速，加上怠速時間長，起步、加速、減速頻繁，發動機工況不斷地交替變換，所以也適合采用機械增壓。由于機械增壓和渦輪增壓的性能特點在許多方面是互補的，近年來在歐美國家的一些高檔轎車和大功率的柴油車上，正在進行將這兩種增壓器裝在同一輛車上的試驗。

本文我們為大家深入講解了機械增壓的增壓原理、機械增壓器的構造、機械增壓的汽車增壓、汽車機械增壓系統、機械增壓的增壓應用、機械增壓有利于降低汽油機排放、機械增壓器可以兼作二次空氣泵、ESS機械增壓套件、機械增壓的汽油機成本、機械增壓在汽油機的應用前景。希望對有需要的讀者有所幫助。