机械增压与涡轮增压

 机械增压与涡轮增压 - 简介

　　无论是赛车场或是改装车间，增压器都是我们经常接触的字眼，它们仿佛是支兴奋剂，一提起就令人热血沸腾，让人联想到狂暴的四驱加速动力与激射而出的快感。日前在与一改装发烧友交流时发现，即使是此类车迷似乎也只是知晓而谈不上精通。在增压器家族中有两员大将——机械增压与涡轮增压。
机械增压
　　此类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汽缸内以提高引擎的输出功率。
涡轮增压
　　涡轮增压则是利用引擎的废气排放来驱动压缩机。最早的增压器全部都是机械增压，在刚发明时被称超级增压器（Supercharge），后来涡轮增压发明之后为了区隔两者，涡轮增压器被称为Turbo Supercharger，机械增压则被称为Mechanical Supercharger，久而久之，两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger。
机械增压与涡轮增压 - 增压器的增压原理
机械增加器
　　压缩机的驱动力来自发动机的曲轴，一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮，间接将曲轴运转的扭力带动增压器，达到增压目的。依构造不同，机械增压出现过许多种类，包括叶片式(Vane)、鲁氏(Roots)、温克尔

机械增压
(Wankle)等型式，而活塞运动最早也被认为是一种机械增压，时至今曰，则以鲁氏增压器最被广泛使用，更是改装的大热门。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。机械增压的特征，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。
涡轮增压器
　　原理利用发动机运转时所排出来的废气，用废气来转动涡轮增压器中的排气侧转子，而排气侧转子与进气侧转子(Compressor)是同轴异室，当Turbine转子达到一定转速时(约12000rpm左右)它带动另一侧的Compressor，使Compressor转子引进外来的新鲜空气，经过压缩倒入进气歧管内，因此Turbo车的进气是非自然方式，是经过"吸进来，再压缩"所以空气压力是大于大气压力的。涡轮增压由于是超高转速地运转轴承，随之而来的高温排除或增压过度的泄压就是关键。目前常用的就是机油导入来润滑与冷却轴承，也有用水冷式的。而过高的增压对发动机的压缩行程与动力(爆炸)行程发生时会造成伤害，所以，有机械式地用空气压力作为开关或电子式地用计算机直接控制泄放压力的动作。
机械增压和涡轮增压有什么区别
　　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。 

　　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，这也就是涡轮迟滞。
机械增压与涡轮增压 - 两种增压方式优缺点
　　两种增压方式各有好处也各有缺点，以涡轮增压来说，理论上，是要气缸本体当初设计时，气缸壁够厚、耐得住压力，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。最有名的例子，就是当年HONDA车厂提供给麦凯伦一级方程式车队的涡轮增压引擎，排气量不过才1500毫升，但马力输出可以高达吓死人的1500匹！ 

　　而法拉力车队的舒马赫所拥有的著名bugattieb110超级跑车，排气量3.5升，但这具V12的心脏，由四颗涡轮转子串联。马力输出也可高达560匹。 

　　不过凡事有利就有弊，靠涡轮增压增加动力输出虽然轻而易举，但伴随着增压所产生的高热必须妥善处理，高热会影响两部分，一个是负责直接冷却和润滑的机油，它会因为受到高热而快速氧化。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，才不容易产生氧化物。通常车厂的对应之道是通过加装机油冷却器，来避免油温过高、提早结束机油的使用寿命，这就是为什么设计的精密一些的涡轮增压车，除了机油压力表外还会有一个机油温度表。好让车主随时注意机油的情况。 

　　另外一个受高温影响的是冷却系统，在进气部分。为了增加进气的含氧量，涡轮增压车大多会增加进气冷却器(Inter-Cooler)的方式，来降低压缩空气的温度，冷却水箱、接温器也会适当加大、提高散热效率，所以近年来已经很少听说涡轮增压引擎有散热不良的情况了。 

　　不过在使用和保养上涡轮增压引擎还是有一些小技巧的，例如接近目的地时尽量不要拉高转速让涡轮工作。停车前至少让引擎怠速一分钟，别让涡轮转子在无机油的状况下运转过久，这些对保持良好的车况有很大帮助。 

　　相对于涡轮增压车，机械增压车就简单许多，原则上只要引擎在运转，机械增压就自然而然的产生，引擎转速越高加压力度就越大，好处就是没有涡轮增压所产生的那种迟滞现象，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。车厂为了改善此现象，并且让增压力道能在最需要时发挥作用，加装电磁阀和离合器，也让增压器在特定的转速以上时离合器才开始接合、拖动机械增压器，但如此一来多少会有如涡轮增压器的迟滞感。凡此种种都需要经年月积累，才能摸出门道和细节掌控的地方，也正是因此越是没有把握的项目，车厂就越不喜欢触及，免得不小心砸了招牌，久而久之，涡轮增压与机械增压的流派也就自然产生。