工程師說 | 汽車發(fā)動機(jī)的增壓技術(shù)只是渦輪或機(jī)械？當(dāng)然不！

在大多數(shù)人的認(rèn)知范疇內(nèi)，現(xiàn)階段的汽車用發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)主要包括渦輪增壓和機(jī)械增壓兩種。其中又以渦輪增壓更為普遍。如大眾1.4T、2.0T，本田1.5T等等，均采用渦輪增壓，而奧迪3.0T則采用了機(jī)械增壓。

除了這兩種技術(shù)，是否還有其他有助于提升動力的增壓技術(shù)？它們的特點(diǎn)又是什么？

今天的文章里，某車企研究院汽車智駕系統(tǒng)工程師康斯坦丁·DC就會和大家聊聊：

“汽車的渦輪增壓技術(shù)分幾個種類？”

文 | 康斯坦丁·DC weINcar

提到增壓技術(shù)，勤勞的中國勞動人民最有發(fā)言權(quán)，為什么這么說呢？

直到上世紀(jì)包括現(xiàn)在有些農(nóng)村家里做飯還是在廚房里建一個灶臺，灶臺上放一口鍋，燃料在底下燃燒，燃燒物主要是莊稼秸稈、木柴等。

由于燃料燃燒空間較小，空間較密閉，所以很多時候燃料未完全燃燒，火勢不旺，需要花費(fèi)很長時間才能把飯做好。

勤勞的中國勞動人民發(fā)揮聰明才智，創(chuàng)造性的發(fā)明了拉風(fēng)箱，有了這個“神器”，可以用更少的燃料更快的做好飯。

鼓風(fēng)機(jī)就是借助人的周期往復(fù)拉動，將空氣壓縮后送入鍋底，燃料充分燃燒，釋放更多熱量，這應(yīng)該是汽車增壓技術(shù)雛形。

汽車工程師將廚房神器創(chuàng)造性的應(yīng)用到汽車上，下面介紹增壓技術(shù)，什么是渦輪增壓？

渦輪增壓是通過壓縮通過空氣濾清器管道送來的空氣，使單位時間內(nèi)進(jìn)氣量增加，可以使氣缸內(nèi)燃料更充分燃燒，增加發(fā)動機(jī)輸出功率的大小。

常見的渦輪增壓技術(shù)分為四類：

· 機(jī)械增壓

由發(fā)動機(jī)曲軸通過齒輪驅(qū)動增壓器，借助于發(fā)動機(jī)來壓縮空氣，跟目前車上使用的發(fā)電機(jī)，空調(diào)空氣壓縮機(jī)類似，都是借助于車上發(fā)動機(jī)提供能量。

優(yōu)點(diǎn)：由于機(jī)械增壓的增壓機(jī)是在曲軸的帶動下持續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，因此不動產(chǎn)生像渦輪增壓的渦輪遲滯現(xiàn)象。

缺點(diǎn)：借助于發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來壓縮空氣，必然要消耗部分發(fā)動機(jī)功率，機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)的熱效率改善提高有限，有時反而比非增壓內(nèi)燃機(jī)還低些。

為什么呢？

大家在原地怠速時，注意打開空調(diào)和關(guān)閉空調(diào)時觀看發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表變化，打開空調(diào)時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速要高。

因為要帶動空調(diào)空氣壓縮機(jī)工作必然要消耗發(fā)動機(jī)部分功率，為了滿足怠速時功率要求，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速必須提高，同理機(jī)械增壓原理。

· 廢氣渦輪增壓

通過發(fā)動機(jī)排出的廢氣帶動渦輪葉輪轉(zhuǎn)動，渦輪葉輪轉(zhuǎn)動時會驅(qū)動同軸的壓氣機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動，對新鮮的空氣進(jìn)行壓縮后送入氣缸。

優(yōu)點(diǎn)：不消耗發(fā)動機(jī)功率，增加發(fā)動機(jī)的功率，而且可以提高其熱效率，降低燃油消耗率。

缺點(diǎn)：發(fā)動機(jī)處在低轉(zhuǎn)速區(qū)間時，發(fā)動機(jī)無法提供充足的廢氣來推動渦輪，這時在進(jìn)氣道正中央的渦輪壓縮端葉片反而成了影響發(fā)動機(jī)進(jìn)氣效率的累贅，會出現(xiàn)所謂的渦輪遲滯。

· 氣波增壓

氣波增壓是使用發(fā)動機(jī)做功后尾氣的動力，借助一系列由發(fā)動機(jī)帶動的轉(zhuǎn)子和定子的調(diào)節(jié)箱，直接將進(jìn)氣壓縮輸入氣缸。

優(yōu)點(diǎn)：氣波增壓器具有良好的速度和負(fù)荷特性。

缺點(diǎn)：該種增壓形式噪音很大，增壓部件體積很大，通常只用于大型柴油機(jī)之上，所以民用汽車不常見。

· 電子增壓

根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動狀態(tài)，在合適時機(jī)選擇廢氣渦輪增壓和電動機(jī)對進(jìn)氣進(jìn)行壓縮，低轉(zhuǎn)速運(yùn)用電動機(jī)增壓，中高轉(zhuǎn)速下廢氣渦輪增壓。

優(yōu)點(diǎn)：解決低轉(zhuǎn)速下的渦輪遲滯問題，發(fā)動機(jī)動力輸出較平順。

缺點(diǎn)：成本高，技術(shù)未完全成熟，目前只有豪華品牌汽車在使用。

總結(jié)

隨著技術(shù)技術(shù)進(jìn)步，電子增壓器成本進(jìn)一步降低，就像目前電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）取代液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）技術(shù)一樣，電子渦輪增壓技術(shù)會逐步取代渦輪增壓，成為汽車標(biāo)配。