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涡轮增压对比机械增压:没钱用涡轮,有钱用机
发布时间:2020-06-14    信息来源:互联网 

随着小排量+涡轮增压动力组合的兴起,很多人对动力强弱的判断都取决于排量后面带不带T。我们先不讨论这种认知的对错,今天仅就增压这种进气方式来进行技术对比。增压进气相比自然进气的优势在于相同排量的前提下动力更加强劲。相对所达到的功率来说油耗要更少。不过增压器其实也并不全都一样,那么增压器都有哪些呢?它们有哪些区别?下面我们就要简要的对比分析一下。

我们常见的增压器主要有两种,一种是涡轮增压器,一种是机械增压器。涡轮增压是利用引擎的废气排放来驱动压缩机。而机械增压器是以不增加引擎排气量为前提,使动力轮输出提升的方法。是直接利用引擎出力来驱动增压器,再将高密度空气送入气缸内以提高引擎的输出功率。

机械增压器通常采用皮带与发动机曲轴的皮带轮相连,利用曲轴的旋转来带动机械增压器内部的叶片转动,旋转的叶片将产生的增压空气送入进气歧管内。

机械增压出现过许多种类,根据结构不同分为叶片式(Vane)、鲁氏(Roots)、温克尔机械增压(Wankle)等种类,而最基本的活塞运动最早也被认为是一种机械增压。

而如今鲁氏增压器的使用最为广泛,也是改装车中的大热门。鲁氏增压器有双叶与三叶转子两种型式,目前以双叶转子较普遍,其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子,转子之间保有极小的间隙而不直接相连,藉由螺旋齿轮连动,其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连结,转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器,在不需要增压时即放开离合器以停止增压,离合器则由计算机控制以达到省油的目的。

机械增压除了在低转速便可获得增压外,增压的动力输出也与曲轴转速成正比,即机械增压引擎随着转速的提高,增压器输出随之增强,因此机械增压引擎的操作感觉与自然气极为相似,却能拥有较大的马力与扭力。

而涡轮增压器的原理实际上就是一个空气压缩机,它利用发动机排出的废气气流作为动力来推动涡轮增压器内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮来压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,然后再送入气缸。

涡轮增压是利用发动机产生的废气推动排气管中的涡扇带动进气管中的涡扇转动,进行间接增压,不消耗发动机的动力。涡轮增压器转速极高,所增压力也比机械增压器高数倍。但由于涡扇有惯性,中间轴承也有相当大的阻力,废气突然增多时涡扇转速不会再同时提高,这就是常说的涡轮迟滞。

机械增压是利用发动机本身的动力,来带动一个压气机,进行增压。增压器会消耗发动机的动力,它的转速随发动机转速而改变,不会出现增压滞后的情况,发动机低速运转时效果极好,但它受发动机转速限制,发动机在高速状态下它会增压不足。

因为机械增压的动力来自于发动机曲轴,小排量发动机使用机械增压的效果非常有限,所以机械增压常用于大排量发动机。于是很多人觉得机械增压是豪车专属,要比涡轮增压更好。

但事实并非如此,其实两种增压方式各有优劣,以涡轮增压来说,理论上在设计时把缸壁设计得足够厚、足够耐压,只要增加涡轮增压器本体的尺寸和数量,增压力道几乎可以无限制增加。当年本田提供给迈凯伦F1车队的涡轮增压引擎,排量不过才1.5升,马力输出却可以高达1500匹!

但涡轮增压除了迟滞性以外,还会产生的高热,因此涡轮增压引擎必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油,而且机油更换周期会相应缩短。

而机械增压就没有这样的问题,加速感受相当线性化,与自然吸气引擎差别不大,但缺点是机械增压器 靠皮带带动,驱动力还是引擎,因此不利于油耗表现。

然而最完美的组合,其实是两种增压形式的合体版。有一些发动机采用了双增压的方式,机械增压在发动机中低转速时工作,到了中高转速区间则主要依靠涡轮增压,这样既解决了涡轮迟滞的问题,也不会过多损耗发动机的动力。

总体来看,涡轮增压器和机械增压器之间的主要差异在于动力供应不同。两者的最终目的都是为了提高进气压力,增加进气量。只不过涡轮增压其实更适合高转速,而机械增压适合中低转速。不过现今的涡轮增压发动机通过使用更小、更轻的涡轮叶片等方法,使得发动机在较低转速时(1200rpm左右)便可以输出峰值扭矩,涡轮迟滞已经被控制的非常出色了。所以更适合小排量发动机的涡轮增压被我们接触到的最多,而机械增压仍旧被大排量发动机偏爱。

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