渦輪和機械增壓器

1、一、 增壓器種類一般來說，增壓有三種方式，1、氣波增壓；2、機械增壓；3、廢氣渦輪增壓。1. 氣波增壓：慣性增壓也可以稱為氣波增壓 內燃機裝有特殊設計的進排氣管(主要是進氣管)利用其中氣體運動的慣性效應和波動效應實現增壓。這是一種簡便的方法用在單缸內燃機上效果比較明顯功率最大可提高1015。 2、機械增壓：機械渦輪增壓器（Super Charge）之構造 機械增壓器采用皮帶與引擎曲軸皮帶盤連接，利用引擎轉速來帶動機械增壓器內部渦輪葉片，以產生增壓空氣送入引擎進氣歧管內，整體結構相當簡單，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動，必須接觸400-900的高溫廢氣，因此機械增

2、壓系統對于冷卻系統、潤滑油脂的要求與NA自然進氣引擎相同，機件保養(yǎng)程序大同小異。 3、廢氣渦輪增壓：渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)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(fā)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(fā)動機的轉速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率。二、增壓器之特性1. 機械渦輪增壓器（Super Charge）之特性 由于機械增壓器采用皮帶驅動的特性，因此增壓器內部葉

3、片轉速與引擎轉速是完全同步的，基礎特性為： 引擎rpm X（R1/R2）= 增壓器葉片之rpm R1 引擎皮帶盤之半徑 R2 機械增壓器皮帶盤之半徑 由于各類引擎的皮帶盤尺寸差異不大，同時受限于引擎安裝空間，因此機械增壓器的工作轉速遠低于30,000rpm，與廢氣渦輪增壓器經常處于100,000rpm以上超高轉域的情形相去甚遠，同時機械渦輪增壓器轉速是完全連動于引擎轉速，兩者呈現平起平坐的現象，形成一組穩(wěn)定之等差數線，而且增壓器與引擎之間會互相影響，當一方運轉受阻的時候，必定會藉由皮帶傳輸而影響另一方的運作，這就是機械增壓器的特性。 由于制造成本的限制，市售車輛的引擎最高轉速多半維持在7500

4、rpm以下，理想的機械渦輪增壓器應該在1000rpm-7500rpm的引擎工作區(qū)域之內，產生一足夠且穩(wěn)定之增壓值，讓引擎輸出提升20-40%，因此機械渦輪增壓器必須在低轉速就產生增壓效應，通常引擎一脫離怠速區(qū)域，在1000rpm-1300rpm即能帶動機械渦輪增壓器產生增壓效果，并延續(xù)至引擎最高轉速，因此整體增壓曲線是呈現一緩步上升之平滑曲線，經由供油程序與泄壓閥的調整，即可達成“高原型”引擎輸出功率曲線的目標。 不過看似完美無缺的機械渦輪增壓系統，卻有一個小問題存在，由于機械渦輪增壓器的動力來源完全依靠引擎帶動，而引擎的負擔越輕，轉速提升就越快，這就是為什么比賽用房車都事先拆除冷氣壓縮機的原

5、因，若是方程式（formula）賽車，甚至連激活馬達、機油幫浦都改成外部連接，以減少對引擎造成的負擔，因此增壓器本身的運轉阻力必須越小越好，才不會拖累引擎的工作效率。 然而增壓器產生的能量（增壓值）與阻力成正比關系，如果一味追求增壓值，雖然引擎輸出的能量大增，但是相對的增壓器內部渦輪葉片受風阻力也會升高，當阻力達到某一界限時，增壓器本身的阻力會讓引擎承受極大的負擔，嚴重影響引擎轉速的提升，因此設計師必須在增壓值與引擎負擔之間取得妥協，以避免高增壓系統帶來的負面效應。 /c的低增壓，著重在于低轉速扭力輸出與中高轉速“高原型”馬力輸出，而廢氣渦輪增壓早已突破/c的超增壓境界，單就效率而言，廢氣渦輪

6、增壓系統可以用“倍數”來提升引擎輸出，但是兩者在結構上無法相提并論。 高增壓廢氣渦輪增壓系統必須讓引擎承受由負壓轉變?yōu)檎龎旱膭×易兓c高壓，因此引擎內部機件的材質與加工精密度要求很高，對于冷卻、潤滑系統的要求也遠較一般引擎來得高，保養(yǎng)間隔短、手續(xù)繁雜、工作壽命短.等等都是高增壓值廢氣渦輪增壓引擎的缺點。 在引擎機件維持原有形式，不用額外制造高單價精密機件的情形下，機械渦輪增壓系統可以讓引擎動力輸出增進20-40%，又不至于造成維修體系的負擔，因此各大車廠在近年都有開發(fā)機械渦輪增壓引擎的計劃，例如：BENZ、Jaugar、Aston Martin.等等歐洲高級車廠都采用機械渦輪增壓系統來延長現有

7、引擎的生產壽命，并達成環(huán)保、省油、高效率的目標，以大幅節(jié)省新引擎的開發(fā)費用。 為什么會出現渦輪增壓和機械增壓的稱呼，原因是為了簡便的稱呼，和為了避免重復，所以就把廢氣渦輪增壓系統與機械渦輪增壓系統說成了渦輪增壓與機械增壓，而全稱其實更好的說明了工作原理導致的名稱不同；一個是靠廢氣推動渦輪、一個是靠機械方式推動渦輪。最新的技術已經開始可以通過一個電磁開關讓機械渦輪增壓系統在引擎任意轉速介入防止低轉扭矩的損失，和高轉的氣阻問題。swift racing提供的stage 4的supercharger已經是20psi, 大約1。4kg, 美國的supercharger制造廠也有賣很多40psi 大約2

8、。8kg 的supercharger。慣性增壓也可以稱為氣波增壓 內燃機裝有特殊設計的進排氣管(主要是進氣管)利用其中氣體運動的慣性效應和波動效應實現增壓。這是一種簡便的方法用在單缸內燃機上效果比較明顯功率最大可提高1015。 機械渦輪增壓使用車型：阿斯頓馬丁DB73.2六缸和Vantage5.3V8通用3.8V6捷豹4.0V8奔馳2.0和2.3四缸馬自達MillerCycleV6斯巴魯Pleo0.66four機械增壓+渦輪增壓：大眾的雙增壓技術機械增壓有助于低轉速時的扭力輸出，但是高轉速時功率輸出有限，而廢氣渦輪增壓在高轉速時擁有強大的功率輸出，但低轉速時則力不從心。發(fā)動機的設計師們于是設想

9、著把機械增壓和渦輪增壓結合在一起，來解決兩種技術各自的不足，同時解決低速扭矩輸出的問題和高速功率輸出的問題。這項技術在1985年的藍奇亞S4賽車被采用，并獲得了巨大的成功。但這種技術僅限于不計成本的賽車，由于其工藝極其復雜，成本非常高，很難運用到量產車型上。2005年，大眾開始將這一套技術裝配量產的民用車型上。高爾夫1.4TSI車型，就裝配了這套系統被稱作“雙增壓”的系統。這種雙增壓系統實際上是設計師在機械增壓技術基礎上發(fā)展而來的，它是一套結合了機械增壓和渦輪增壓的系統，兼顧了低速是的扭力輸出和高速時的功率輸出。在低轉速時，由機械增壓提供大部分的增壓壓力，這些壓力也用來驅動渦輪增壓器，因此渦輪

10、增壓器的啟動更平順，響應速度更快。在1500rpm時，兩個增壓器同時提供增壓壓力，其總增壓值達到2.5bar（如果渦輪增壓器單獨工作，只能產生1.3bar的增壓壓力）。隨著轉速的提高，渦輪增壓器能使發(fā)動機獲得更大的功率，與此同時，機械增壓器的增壓壓力逐漸降低。在轉速超過3500rpm時，由渦輪增壓器提供所有的增壓壓力，此時機械增壓器在電磁離合器的作用下完全與發(fā)動機分離，防止消耗發(fā)動機功率。的高爾夫發(fā)動機在雙增壓器的作用下能產生170匹馬力和177IBFT的扭力。相當于一臺機械增壓+渦輪增壓：大眾的雙增壓技術機械增壓有助于低轉速時的扭力輸出，但是高轉速時功率輸出有限，而廢氣渦輪增壓在高轉速時擁有

11、強大的功率輸出，但低轉速時則力不從心。發(fā)動機的設計師們于是設想著把機械增壓和渦輪增壓結合在一起，來解決兩種技術各自的不足，同時解決低速扭矩輸出的問題和高速功率輸出的問題。這項技術在1985年的藍奇亞S4賽車被采用，并獲得了巨大的成功。但這種技術僅限于不計成本的賽車，由于其工藝極其復雜，成本非常高，很難運用到量產車型上。2005年，大眾開始將這一套技術裝配量產的民用車型上。高爾夫1.4TSI車型，就裝配了這套系統被稱作“雙增壓”的系統。這種雙增壓系統實際上是設計師在機械增壓技術基礎上發(fā)展而來的，它是一套結合了機械增壓和渦輪增壓的系統，兼顧了低速是的扭力輸出和高速時的功率輸出。在低轉速時，由機械增壓提供大部分的增壓壓力，這些壓力也用來驅動渦輪增壓器，因此渦輪增壓器的啟動更平順，響應速度更快。在1500rpm時，兩個增壓器同時提供增壓壓力，其總增壓值達到2.5bar（如果渦輪增