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我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加發動機的進氣量，一般來說，渦輪增壓都是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入汽缸。當發動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速，就可以增加發動機的輸出功率了。 大家可能會覺得渦輪增壓裝置非常復雜，其實并不復雜，渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發動機排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上，最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內，二者同軸剛性聯接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好，你的發動機就好像電腦CPU一樣被“超頻”了。 常見渦輪增壓可分為四種：機械增壓系統，氣波增壓系統，廢氣渦輪增壓系統，復合增壓系統。 自從人類發明內燃發動機以來，汽車工程師、追求極速的車手和賽車設計師們一直都在尋找提升其動力的方法。 其中一種方法是建造更大的發動機。 但大型發動機也并不總是盡如人意，發動機越大，重量就越重，制造和維護成本也就越高。另一種方法是提高普通規格發動機的效率。 可以通過將更多的空氣壓入燃燒室來實現這一目的。 更多的空氣意味著可以注入更多的燃油，而更多燃油則意味著更強勁的爆發力和更大的馬力。 安裝機械增壓器是實現強制進氣的好方法。 在本文中，老夫將解釋機械增壓器的概念、工作原理以及其與渦輪增壓器的差異。機械增壓器基礎知識機械增壓器是將吸入的空氣加壓到超過正常氣壓的裝置。 機械增壓器和渦輪增壓器均是如此。 實際上，“渦輪增壓器”一詞是其正式名稱“渦輪式機械增壓器”的簡寫。這兩種裝置的不同之處在于它們的能量來源不同。 渦輪增壓器是借助排出的巨大氣流來驅動渦輪的。 而機械增壓器則由發動機曲軸通過傳動帶或傳動鏈帶動的。 普通四沖程發動機有一個沖程專門用于進氣。 這一過程有三個步驟： 1、活塞往下運動。 2、制造真空狀態。 3、依靠大氣壓將空氣吸入燃燒室。 當空氣被吸入發動機后，便和燃油混合形成油氣混合物。此混合物能夠通過燃燒這一化學反應轉換成動能。 火花塞通過點燃空氣和燃油的混合氣體引起此化學反應。 當燃油發生氧化時，會釋放大量能量。 此過程產生的力量集中在氣缸蓋上，這股力量將推動活塞，使活塞產生往復運動，最終這股動力會傳遞到車輪上。 向燃燒室注入更多的燃油將會產生更為強勁的燃燒爆發力。 但不能僅僅向發動機中增加燃油，因為燃燒燃油需要嚴格數量的氧氣。 這種經過化學反應產生的混合物，空氣和燃油的比例應控制在14:1，這對發動機的有效運轉至關重要。 所以重點在于：若要注入更多的燃油，就必須吸入更多的空氣。 這就是機械增壓器的作用。 機械增壓器通過將空氣壓縮至正常大氣壓以上來吸入更多的空氣，而不是通過制造真空狀態來吸入空氣。 這樣就可以強制更多的空氣進入發動機，從而導致“增壓”。 發動機增壓后會吸入更多空氣，從而向燃燒室注入更多的燃油，發動機的動力也會增強。 機械增壓器平均可提高46%的馬力和31%的扭矩。 在海拔較高的地方，發動機性能會降低，因為那里的空氣密度和壓力都比較低，而機械增壓器只有向發動機提供壓力更高的空氣，才能保證其運轉狀態最佳。 渦輪增壓器利用燃燒產生的廢氣向壓縮機提供動力，與之不同的是，機械增壓器直接從曲軸獲取動力。 大部分機械增壓器都通過一條附屬的傳動帶獲得動力，這根傳動帶纏繞在皮帶輪上，皮帶輪連接在一個主動齒輪上。 而主動齒輪則會旋轉壓縮機齒輪。 壓縮機的轉子可以有多種設計，但它的任務是吸入空氣，將空氣壓入更小的空間，并注入進氣岐管中。為了壓縮空氣，機械增壓器必須急速旋轉，甚至比發動機本身轉得還要快。 將主動齒輪做得比壓縮機齒輪大，就能使壓縮機旋轉得更快。 機械增壓器的轉速每分鐘能高達5-6.5萬轉。 5萬轉的壓縮機能產生大約41-62千帕的壓強。 在特定海拔高度，這會產生比大氣壓高41-62千帕的壓力。 而海平面的大氣壓為1012.8百帕，因此大約會多出50%的空氣被機械增壓器壓入發動機中。 空氣受到壓縮會變熱，這意味著空氣密度會降低，同時也會減少爆炸過程中空氣的膨脹程度。 這就無法在火花塞點燃混合氣體后產生足夠的動力。 為使機械增壓器發揮全部效率，從排氣裝置排出的壓縮空氣必須在進入進氣歧管前加以冷卻。 中間冷卻器的出現解決了這一問題。 中間冷卻器有兩種基本設計： 風冷和水冷。 它們的工作原理類似于散熱器，即讓較涼的空氣或水流過導管，帶走熱量。 當熱空氣離開機械增壓器碰到較涼的導管時，它便會冷卻下來。 隨著空氣溫度降低，其密度會變高，這樣就會使密度較高的混合燃氣進入燃燒室。機械增壓器的優缺點機械增壓器最大的優點是可以增加汽車的馬力。 給一輛普通汽車或卡車安裝機械增壓器，會使其像一臺大馬力發動機汽車一樣動力十足。 但是在機械增壓器和渦輪增壓器之間應該如何選擇呢？ 汽車工程師和車迷們一直在激烈地爭論這個問題，但通常而言，機械增壓器與渦輪增壓器相比有一定的優勢。 機械增壓器沒有增壓延時——駕駛員踩下油門到發動機響應這段時間的長短。 渦輪增壓器存在增壓延時，因為它需要一段時間，讓排出的氣體達到一定速度以加快葉輪/渦輪的轉速。 機械增壓器沒有延時，是因為它們直接通過曲軸獲得動力。 某些機械增壓器在低轉速時效率比較高，而另一些在高轉速時效率比較高。 安裝一臺渦輪增壓器需要對排氣系統做大幅度的調整，但機械增壓器只要拴在發動機頂部或旁邊就可以了。 因此，機械增壓器的安裝更方便，同時也更容易使用和維護。 最后，機械增壓器停止工作時不需要專門關閉。 因為它們不用發動機機油進行潤滑，便可以正常關閉。 而渦輪增壓器必須等待30秒或預先關閉，以便潤滑油冷卻。 也就是說，預熱對于機械增壓器十分重要，它們在正常溫度下的效率最高。 機械增壓器普遍應用于飛機的內燃發動機。 如果您設想飛機長時間在高海拔飛行（此時缺少足夠用于燃燒的氧氣），就會感覺到一定是機械增壓器在起作用。 借助機械增壓器，飛機能夠飛得更高而且不會降低發動機的性能。飛機發動機使用的機械增壓器與汽車使用的一樣。 它們直接從發動機獲得動力，利用壓縮機把壓縮空氣送入燃燒室。 第一次在飛機上使用機械增壓器是在二戰末期。 最著名的例子是Supermarine Spitfire，這是英國皇家空軍所使用的飛機，將機械增壓器安裝在羅爾斯羅伊斯“莫林”發動機上。 機械增壓器最大的缺點是： 由于由曲軸帶動，所以它們必須損耗一部分發動機馬力。 這也是機械增壓器的特點之一機械增壓器會占用一臺發動機20%的動力。 但是，由于機械增壓器可以提升46%的馬力，所以多數人認為這筆交易是值得的。 由于增壓會增加發動機的負擔，所以發動機必須得到強化以承受額外的壓力和更強的爆發力。 大部分制造商在設計一臺帶有機械增壓器的發動機時，都會專門采用重載元件以提高發動機的壽命。 同時這也抬高了汽車的價格。 機械增壓器的維護成本也較高，同時許多制造商建議使用高標號汽油。 盡管有這些缺點，機械增壓器仍然是一種最經濟有效地增強馬力的方法。 機械增壓器可以提高50%-100%的動力，使汽車更適合比賽、重載運輸或單純增加駕駛的刺激性。

回答者：haijingmao2017-01-01 00:00