机械增压的应用与成本

目前，机械增压在当代的应用可谓是越来越广泛，通过对上一遍文章的了解，我们也大致已经对机械增压多多少少有所了解了，现在我们就继续来深入了解机械增压，关于机械增压的增压原理、机械增压器的构造、机械增压的汽车增压、汽车机械增压系统、机械增压的增压应用、机械增压有利于降低汽油机排放、机械增压器可以兼作二次空气泵、ESS机械增压套件、机械增压的汽油机成本、机械增压在汽油机的应用前景。

机械增压

机械增压的增压原理

机械增压器的构造

由于各类引擎的皮带盘尺寸差异不大，同时受限于引擎安装空间，因此机械增压器的工作转速远低于3,000rpm，与涡轮增压器经常处于10,000rpm以上超高转域的情形相去甚远，同时机械增压器转速是完全连动于引擎转速，两者呈现平起平坐的现象，形成一组稳定之等差数线，而且增压器与引擎之间会互相影响，当一方运转受阻的时候，必定会藉由皮带传输而影响另一方的运作，这就是机械增压器的特性。

不过看似完美无缺的机械增压系统，却有一个小问题存在，由于机械增压器的动力来源完全依靠引擎带动，而引擎的负担越轻，转速提升就越快，这就是为什么比赛用房车都事先拆除冷气压缩机的原因，若是方程式（formula）赛车，甚至连激活马达、机油帮浦都改成外部连接，以减少对引擎造成的负担，因此增压器本身的运转阻力必须越小越好，才不会拖累引擎的工作效率。

然而增压器产生的能量（增压值）与阻力成正比关系，如果一味追求增压值，虽然引擎输出的能量大增，但是相对的增压器内部叶片受风阻力也会升高，当阻力达到某一界限时，增压器本身的阻力会让引擎承受极大的负担，严重影响引擎转速的提升，因此设计师必须在增压值与引擎负担之间取得妥协，以避免高增压系统带来的负面效应。 高增压涡轮增压系统必须让引擎承受由负压转变为正压的剧烈变化与高压，因此引擎内部机件的材质与加工精密度要求很高，对于冷却、润滑系统的要求也远较一般引擎来得高，保养间隔短、手续繁杂、工作寿命短..等等都是高增压值涡轮引擎的缺点。

BENZ、Jaguar、AstonMartin..等等欧洲高级车厂都采用机械增压系统来延长现有引擎的生产寿命，并达成环保、省油、高效率的目标，以大幅节省新引擎的开发费用。

机械增压的汽车增压

汽车机械增压系统

汽车的增压系统有两大主流，机械增压（SuperCharge）和涡轮增压（TurboCharge）

机械增压器之构造，机械增压器采用皮带与引擎曲轴皮带盘连接，利用引擎转速来带动机械增压器内部叶片，以产生增压空气送入引擎进气歧管内，整体结构相当简单，工作温度界于70℃-100℃，不同于涡轮增压器靠引擎排放的废气驱动，必须接触400℃-900℃的高温废气，因此机械增压系统对于冷却系统、润滑油脂的要求与NA自然进气引擎相同，机件保养程序大同小异。机械增压器（SuperCharge）之特性由于机械增压器采用皮带驱动的特性，因此增压器内部叶片转速与引擎转速是完全同步的，基础特性为：

引擎rpmX（R1/R2）=增压器叶片之rpm

R1引擎皮带盘之半径

R2机械增压器皮带盘之半径

由于制造成本的限制，市售车辆的引擎最高转速多半维持在7500rpm以下，理想的机械增压器应该在1000rpm-7500rpm的引擎工作区域之内，产生一足够且稳定之增压值，让引擎输出提升20-40%，因此机械增压器必须在低转速就产生增压效应，通常引擎一脱离怠速区域，在1000rpm-1300rpm即能带动机械增压器产生增压效果，并延续至引擎最高转速，因此整体增压曲线是呈现一缓步上升之平滑曲线，经由供油程序与泄压阀的调整，即可达成“高原型”引擎输出功率曲线的目标。

机械增压的增压应用　　

机械增压有利于降低汽油机排放　　

汽油机起动和起动后暖机阶段的混合气需要特别加浓，造成大量的碳氢化合物和一氧化碳排放。如前所述，迅速提高催化转化器的温度，对于汽油机驱动的轿车满足欧洲第三阶段排放法规的要求具有特别重要的意义。涡轮增压器会降低排气温度，使催化转化器的温度不能迅速升高，影响它的转化净化效率。如果采用机械增压器，就没有这个问题。　　

机械增压器可以兼作二次空气泵　　

ESS机械增压套件　　

同样是出于满足欧洲第三阶段排放法规要求的考虑，汽油机需要引入二次空气系统。机械增压器可以兼作二次空气泵，减少了发动机成本。　

　
机械增压

机械增压的汽油机成本　　

为了提高汽油机的升功率，可以采用机械增压，也可以采用四气门。对机械增压的3.8L、两气门V6发动机跟非增压的4.0L四气门V8汽油机进行的比较表明，机械增压的汽车具有较好的功率和扭矩，而且总体成本也比非增压的四气门汽油机汽车低。这是因为四气门汽油机较为复杂，相关的工具费用也较高。　　

机械增压在汽油机的应用前景

前城市柴油公交车有别于一般柴油客车或货车，因为其平均车速低，基本上不会或很少达到最高车速，加上怠速时间长，起步、加速、减速频繁，发动机工况不断地交替变换，所以也适合采用机械增压。由于机械增压和涡轮增压的性能特点在许多方面是互补的，近年来在欧美国家的一些高档轿车和大功率的柴油车上，正在进行将这两种增压器装在同一辆车上的试验。

本文我们为大家深入讲解了机械增压的增压原理、机械增压器的构造、机械增压的汽车增压、汽车机械增压系统、机械增压的增压应用、机械增压有利于降低汽油机排放、机械增压器可以兼作二次空气泵、ESS机械增压套件、机械增压的汽油机成本、机械增压在汽油机的应用前景。希望对有需要的读者有所帮助。