機(jī)械增壓的應(yīng)用與成本
目前，機(jī)械增壓在當(dāng)代的應(yīng)用可謂是越來(lái)越廣泛，通過(guò)對(duì)上一遍文章的了解，我們也大致已經(jīng)對(duì)機(jī)械增壓多多少少有所了解了，現(xiàn)在我們就繼續(xù)來(lái)深入了解機(jī)械增壓，關(guān)于機(jī)械增壓的增壓原理、機(jī)械增壓器的構(gòu)造、機(jī)械增壓的汽車增壓、汽車機(jī)械增壓系統(tǒng)、機(jī)械增壓的增壓應(yīng)用、機(jī)械增壓有利于降低汽油機(jī)排放、機(jī)械增壓器可以兼作二次空氣泵、ESS機(jī)械增壓套件、機(jī)械增壓的汽油機(jī)成本、機(jī)械增壓在汽油機(jī)的應(yīng)用前景。
機(jī)械增壓
機(jī)械增壓的增壓原理
機(jī)械增壓器的構(gòu)造
由于各類引擎的皮帶盤(pán)尺寸差異不大，同時(shí)受限于引擎安裝空間，因此機(jī)械增壓器的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于3,000rpm，與渦輪增壓器經(jīng)常處于10,000rpm以上超高轉(zhuǎn)域的情形相去甚遠(yuǎn)，同時(shí)機(jī)械增壓器轉(zhuǎn)速是完全連動(dòng)于引擎轉(zhuǎn)速，兩者呈現(xiàn)平起平坐的現(xiàn)象，形成一組穩(wěn)定之等差數(shù)線，而且增壓器與引擎之間會(huì)互相影響，當(dāng)一方運(yùn)轉(zhuǎn)受阻的時(shí)候，必定會(huì)藉由皮帶傳輸而影響另一方的運(yùn)作，這就是機(jī)械增壓器的特性。
不過(guò)看似完美無(wú)缺的機(jī)械增壓系統(tǒng)，卻有一個(gè)小問(wèn)題存在，由于機(jī)械增壓器的動(dòng)力來(lái)源完全依靠引擎帶動(dòng)，而引擎的負(fù)擔(dān)越輕，轉(zhuǎn)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(jī)的原因，若是方程式（formula）賽車，甚至連激活馬達(dá)、機(jī)油幫浦都改成外部連接，以減少對(duì)引擎造成的負(fù)擔(dān)，因此增壓器本身的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力必須越小越好，才不會(huì)拖累引擎的工作效率。
然而增壓器產(chǎn)生的能量（增壓值）與阻力成正比關(guān)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(duì)的增壓器內(nèi)部葉片受風(fēng)阻力也會(huì)升高，當(dāng)阻力達(dá)到某一界限時(shí)，增壓器本身的阻力會(huì)讓引擎承受極大的負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影響引擎轉(zhuǎn)速的提升，因此設(shè)計(jì)師必須在增壓值與引擎負(fù)擔(dān)之間取得妥協(xié)，以避免高增壓系統(tǒng)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。 高增壓渦輪增壓系統(tǒng)必須讓引擎承受由負(fù)壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎龎旱膭×易兓c高壓，因此引擎內(nèi)部機(jī)件的材質(zhì)與加工精密度要求很高，對(duì)于冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)的要求也遠(yuǎn)較一般引擎來(lái)得高，保養(yǎng)間隔短、手續(xù)繁雜、工作壽命短..等等都是高增壓值渦輪引擎的缺點(diǎn)。
BENZ、Jaguar、AstonMartin..等等歐洲高級(jí)車廠都采用機(jī)械增壓系統(tǒng)來(lái)延長(zhǎng)現(xiàn)有引擎的生產(chǎn)壽命，并達(dá)成環(huán)保、省油、高效率的目標(biāo)，以大幅節(jié)省新引擎的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。
機(jī)械增壓的汽車增壓
汽車機(jī)械增壓系統(tǒng)
汽車的增壓系統(tǒng)有兩大主流，機(jī)械增壓（SuperCharge）和渦輪增壓（TurboCharge）
機(jī)械增壓器之構(gòu)造，機(jī)械增壓器采用皮帶與引擎曲軸皮帶盤(pán)連接，利用引擎轉(zhuǎn)速來(lái)帶動(dòng)機(jī)械增壓器內(nèi)部葉片，以產(chǎn)生增壓空氣送入引擎進(jìn)氣歧管內(nèi)，整體結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)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(qū)動(dòng)，必須接觸400℃-900℃的高溫廢氣，因此機(jī)械增壓系統(tǒng)對(duì)于冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑油脂的要求與NA自然進(jìn)氣引擎相同，機(jī)件保養(yǎng)程序大同小異。機(jī)械增壓器（SuperCharge）之特性由于機(jī)械增壓器采用皮帶驅(qū)動(dòng)的特性，因此增壓器內(nèi)部葉片轉(zhuǎn)速與引擎轉(zhuǎn)速是完全同步的，基礎(chǔ)特性為：
引擎rpmX（R1/R2）=增壓器葉片之rpm
R1引擎皮帶盤(pán)之半徑
R2機(jī)械增壓器皮帶盤(pán)之半徑
由于制造成本的限制，市售車輛的引擎最高轉(zhuǎn)速多半維持在7500rpm以下，理想的機(jī)械增壓器應(yīng)該在1000rpm-7500rpm的引擎工作區(qū)域之內(nèi)，產(chǎn)生一足夠且穩(wěn)定之增壓值，讓引擎輸出提升20-40%，因此機(jī)械增壓器必須在低轉(zhuǎn)速就產(chǎn)生增壓效應(yīng)，通常引擎一脫離怠速區(qū)域，在1000rpm-1300rpm即能帶動(dòng)機(jī)械增壓器產(chǎn)生增壓效果，并延續(xù)至引擎最高轉(zhuǎn)速，因此整體增壓曲線是呈現(xiàn)一緩步上升之平滑曲線，經(jīng)由供油程序與泄壓閥的調(diào)整，即可達(dá)成“高原型”引擎輸出功率曲線的目標(biāo)。
機(jī)械增壓的增壓應(yīng)用
機(jī)械增壓有利于降低汽油機(jī)排放
汽油機(jī)起動(dòng)和起動(dòng)后暖機(jī)階段的混合氣需要特別加濃，造成大量的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸寂欧拧Ｈ缜八觯杆偬岣叽呋D(zhuǎn)化器的溫度，對(duì)于汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)的轎車滿足歐洲第三階段排放法規(guī)的要求具有特別重要的意義。渦輪增壓器會(huì)降低排氣溫度，使催化轉(zhuǎn)化器的溫度不能迅速升高，影響它的轉(zhuǎn)化凈化效率。如果采用機(jī)械增壓器，就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。
機(jī)械增壓器可以兼作二次空氣泵
ESS機(jī)械增壓套件
同樣是出于滿足歐洲第三階段排放法規(guī)要求的考慮，汽油機(jī)需要引入二次空氣系統(tǒng)。機(jī)械增壓器可以兼作二次空氣泵，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)成本。
機(jī)械增壓
機(jī)械增壓的汽油機(jī)成本
為了提高汽油機(jī)的升功率，可以采用機(jī)械增壓，也可以采用四氣門(mén)。對(duì)機(jī)械增壓的3.8L、兩氣門(mén)V6發(fā)動(dòng)機(jī)跟非增壓的4.0L四氣門(mén)V8汽油機(jī)進(jìn)行的比較表明，機(jī)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(mén)汽油機(jī)汽車低。這是因?yàn)樗臍忾T(mén)汽油機(jī)較為復(fù)雜，相關(guān)的工具費(fèi)用也較高。
機(jī)械增壓在汽油機(jī)的應(yīng)用前景
前城市柴油公交車有別于一般柴油客車或貨車，因?yàn)槠淦骄囁俚停旧喜粫?huì)或很少達(dá)到最高車速，加上怠速時(shí)間長(zhǎng)，起步、加速、減速頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)工況不斷地交替變換，所以也適合采用機(jī)械增壓。由于機(jī)械增壓和渦輪增壓的性能特點(diǎn)在許多方面是互補(bǔ)的，近年來(lái)在歐美國(guó)家的一些高檔轎車和大功率的柴油車上，正在進(jìn)行將這兩種增壓器裝在同一輛車上的試驗(yàn)。
本文我們?yōu)榇蠹疑钊胫v解了機(jī)械增壓的增壓原理、機(jī)械增壓器的構(gòu)造、機(jī)械增壓的汽車增壓、汽車機(jī)械增壓系統(tǒng)、機(jī)械增壓的增壓應(yīng)用、機(jī)械增壓有利于降低汽油機(jī)排放、機(jī)械增壓器可以兼作二次空氣泵、ESS機(jī)械增壓套件、機(jī)械增壓的汽油機(jī)成本、機(jī)械增壓在汽油機(jī)的應(yīng)用前景。希望對(duì)有需要的讀者有所幫助。
