機(jī)械增壓supercharger

1、有關(guān)與機(jī)械增壓-Supercharger以“機(jī)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(gè)結(jié)果也沒(méi)有。寒夜漫漫，翻一篇有關(guān)機(jī)械增壓的文章給Modi-Auto的朋友們，希望能對(duì)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(lèi)發(fā)明了內(nèi)燃機(jī)以來(lái)，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(jià)格。另一種方法則是在常規(guī)大小的引擎上做文章，通過(guò)吸入更多的空氣到燃燒室里來(lái)達(dá)到目的。因?yàn)楦嗟目諝獗晃胍?/p>

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(qiáng)大的爆炸力和更高的馬力。(Ford Ranger的機(jī)械增壓引擎使用增壓器是達(dá)到強(qiáng)制進(jìn)氣目的的好幫手。在這篇文章里，我們將會(huì)介紹何謂機(jī)械增壓，它們是如何工作以及與渦輪增壓相比時(shí)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(guò)壓縮空氣來(lái)增加“大氣壓力值”的裝置。渦輪增壓，機(jī)械增壓都是如此。事實(shí)上，“渦輪增壓器”是一種縮寫(xiě)，其全稱應(yīng)當(dāng)為“渦輪機(jī)械增壓器”(Turbo-Supercharger。(譯者按:在英文里，增壓器、機(jī)械增壓器統(tǒng)稱為Supercharger，渦輪增壓器則為T(mén)urbocharger(ProCharger D

3、1SC centrifugal式機(jī)械增壓為了能壓縮空氣進(jìn)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(dòng)齒輪”能產(chǎn)生此效果。一般機(jī)械增壓器的輪葉轉(zhuǎn)速能達(dá)到5萬(wàn)至6.5萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘。5萬(wàn)轉(zhuǎn)的增壓器能產(chǎn)生大約6-9psi的壓強(qiáng)。由于海平面大氣壓強(qiáng)為14.7psi，也就意為著有大約50%多余的空氣將會(huì)被增壓器壓入引擎中。當(dāng)空氣被壓縮的同時(shí)，溫度也會(huì)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(diǎn)燃時(shí)無(wú)法產(chǎn)生應(yīng)有的能量，所以壓縮過(guò)后的空氣必須降溫。中冷器(intercooler的出現(xiàn)解決了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)高溫高壓空氣經(jīng)過(guò)中冷器時(shí)，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(guò)程中會(huì)損失部分壓力。Roots式機(jī)械增壓器現(xiàn)在常見(jiàn)的機(jī)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(diǎn)在于其壓縮空氣的方式不同。Roots和Twin-screw使用的是不同種類(lèi)的meshing lobes機(jī)構(gòu)，而Centrifugal則采用的是類(lèi)似渦輪的輪葉機(jī)構(gòu)。而且雖然這三種機(jī)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(jī)構(gòu)早在1860年代就被設(shè)計(jì)出來(lái)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(chē)引擎。(Roo

5、ts supercharger如圖所示，當(dāng)meshing lobes開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，大量的空氣在短時(shí)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?yàn)槿绱?，機(jī)械增壓器又常被稱為“鼓風(fēng)機(jī)”(Blower。Roots式機(jī)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(chē)或?qū)ｉT(mén)用來(lái)比直線加速的賽車(chē)上，因?yàn)檫@些車(chē)可以毫無(wú)顧忌得在引擎蓋上挖洞(或干脆直接拿掉來(lái)放置增壓器。Twin-screw式機(jī)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(lái)壓縮空氣。但由于Twin-screw的meshing lobes

6、被設(shè)計(jì)成回旋樣式，使得吸入的空氣能夠被集中起來(lái)并壓縮在一個(gè)更小的空間里。(Twin-screw supercharger這種需要精密加工技術(shù)的設(shè)計(jì)讓Twin-screw式增壓更有效率，同時(shí)卻也更為昂貴。而且當(dāng)被壓縮過(guò)的空氣從排出口擠出來(lái)時(shí)，會(huì)發(fā)出巨大的噪音，讓使用者不得不另外花錢(qián)裝置消音器。Centrifugal式機(jī)械增壓器離心力(Centrifugal式增壓使用的是一個(gè)類(lèi)似渦輪的裝置，其輪葉能夠在很短的時(shí)間內(nèi)以高達(dá)50000至60000RPM的轉(zhuǎn)速將空氣壓縮。但與此同時(shí)，輪葉的高轉(zhuǎn)速卻使得從排氣口出來(lái)的空氣處在高速低壓的狀態(tài)。為了增加壓力，工程師們?cè)诔隹谔幵O(shè)計(jì)了一個(gè)擋板。當(dāng)被推擠出來(lái)的空氣沖

7、擊到擋板時(shí)，流速降低，壓力因此被從新聚集起來(lái)。(Centrifugal supercharger體積小、重量輕和可以安置在引擎前方的優(yōu)點(diǎn)讓離心力式增壓成為最有效率、最普及的機(jī)械增壓器。(Mini-Cooper S原廠便帶有機(jī)械增壓現(xiàn)今市場(chǎng)上大多數(shù)的機(jī)械增壓套件來(lái)自與改裝廠，但也有少部分原廠車(chē)出廠時(shí)就已安裝。機(jī)械增壓的優(yōu)點(diǎn)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(jī)械增壓器和渦輪增壓器之間做抉擇呢？這個(gè)問(wèn)題同樣讓工程師們很傷腦筋，但總體來(lái)說(shuō)，機(jī)械增壓還是略勝過(guò)渦輪增壓。首先，機(jī)械增壓不會(huì)產(chǎn)生延遲(Lag。渦輪增壓的啟動(dòng)需要有足夠多的廢氣來(lái)支持，而這通常會(huì)需要一點(diǎn)時(shí)間。機(jī)械增壓的驅(qū)動(dòng)力則直接來(lái)自引擎的曲軸，當(dāng)引擎啟動(dòng)時(shí)，機(jī)械增壓就已開(kāi)始工作。其次，由于渦輪增壓對(duì)排氣系統(tǒng)要求很高，需要在改裝時(shí)一并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化，而機(jī)械增壓只需裝置在引擎上即可。最后，當(dāng)你要熄滅引擎時(shí)，渦輪增壓引擎通常需要30秒左右的時(shí)間來(lái)讓部件、機(jī)油冷卻，而機(jī)械增壓引擎則可以直接熄火