什么是機械增壓器？

機械增壓器（英：Supercharger）是過給機（強制進氣裝置）的一種。它的作用是將壓縮后的空氣送入發(fā)動機氣缸內(nèi)，從而提高汽車的輸出功率。基本上，發(fā)動機能爆發(fā)多大的動力，取決于吸入的空氣量。例如，微型車（日本K-Car）搭載的小排量發(fā)動機之所以拉不動卡車等大型車輛，就是因為小發(fā)動機能吸入的空氣量太少。

然而，如果使用機械增壓器，就可以穩(wěn)定地向發(fā)動機輸送被壓縮的空氣。這樣一來，即使是小排量發(fā)動機，也能送入比正常狀態(tài)下多得多的空氣。結果就是，它能壓榨出超越該發(fā)動機原本排氣量的動力輸出。因此，即使是排氣量較小的微型車或緊湊型轎車，通過搭載機械增壓器，也能發(fā)揮出超越其排氣量級別的動力。

機械增壓器的工作原理

機械增壓器是通過發(fā)動機的曲軸，經(jīng)由掛在曲軸上的皮帶帶動來工作的。當發(fā)動機曲軸上的皮帶旋轉時，會驅動增壓器內(nèi)的壓縮機啟動。隨后，壓縮機將空氣壓縮，并將這些高密度空氣送入發(fā)動機的氣缸內(nèi)，這就是它的工作機制。

經(jīng)常與機械增壓器進行對比的是渦輪增壓器（Turbocharger）。渦輪增壓器是利用發(fā)動機排出廢氣的氣流作為動力源來驅動壓縮機；而機械增壓器則是直接利用發(fā)動機曲軸的旋轉運動（機械能）作為動力源來輸送空氣。

機械增壓器的主要用途

由于機械增壓器直接以發(fā)動機自身作為動力源，因此即使在發(fā)動機轉速很低的工況下，它也能立即發(fā)揮作用（無遲滯）。

但另一方面，機械增壓器的動力輸出是有上限的。當發(fā)動機轉速過高、超過一定的輸出范圍后，機械增壓器自身運轉帶來的負荷（寄生功損）就會急劇增加，導致空氣壓縮效率反而下降。因此，如果平時不怎么使用發(fā)動機的高轉速區(qū)間，主要用于走走停停的城市日常代步，那么搭載機械增壓器的車輛會帶來非常輕快的駕駛體驗。過去，機械增壓器多用于發(fā)動機基礎動力較小、且以城市代步為主的微型車上。

然而近年來，隨著渦輪增壓技術的突飛猛進，機械增壓器由于在高轉速區(qū)間的壓縮效率下降、直接消耗發(fā)動機自身動力導致功損、結構復雜且成本高昂等缺點，在目前的乘用車市場上已經(jīng)非常罕見。

機械增壓器的類型

根據(jù)所使用的壓縮機結構不同，機械增壓器主要有以下 6 種類型：

• 羅茨式（Roots）

• 離心式（Centrifugal）

• 雙螺桿式（Lysholm）

• 渦旋式（Scroll）

• 滑片式（Sliding Vane）

• 往復活塞式（Reciprocating）

雖然它們驅動壓縮機的內(nèi)部機械部件各不相同，但它們都是利用發(fā)動機的旋轉力來工作的。因此，機械增壓器的空氣供給量在一定程度上與發(fā)動機的轉速成正比。例如，在高性能發(fā)動機上，機械增壓器的效果非常顯著，但由于其帶來的驅動損耗，會導致油耗惡化，這一負面效應需要特別注意。

1. 羅茨式（Roots）

羅茨式是利用轉子旋轉時產(chǎn)生的力量，將空氣從吸入端輸送到排出端。它通過一對大小相同的驅動轉子和從動轉子嚙合工作，特點是結構相對簡單、成本較低。

2. 離心式（Centrifugal）

離心式是利用曲軸的動力直接驅動葉輪高速旋轉，從而將空氣甩出并壓縮。這種壓縮方式與渦輪增壓器（Turbo）完q全相同。不過，在所有機械增壓器中，它的低速響應性相對較差。

3. 雙螺桿式（Lysholm）

雙螺桿式的工作原理與羅茨式類似。同樣是使用一對互相嚙合的轉子，但雙螺桿式的轉子結構呈螺旋狀（陰陽轉子）。其特點是運轉振動極小，在機械增壓器中性能最好，但缺點是加工精度要求高，成本非常昂貴。

4. 渦旋式（Scroll）

渦旋式擁有兩個渦卷形狀的葉片（渦旋盤），其中一個固定，另一個做圓周運動（公轉）。通過這種運動方式，將空氣吸入并在逐漸縮小的空間內(nèi)壓縮后排出。

5. 滑片式（Sliding Vane）

滑片式是在一個橢圓形的殼體（氣缸）內(nèi)部，置入一個開有放射狀槽溝的圓柱形轉子，轉子在旋轉時通過滑片的伸縮來壓縮空氣。

6. 往復活塞式（Reciprocating）

往復活塞式是通過氣缸內(nèi)的活塞做上下（或往復）運動，從而像打氣筒一樣將空氣壓縮。

機械增壓器的其他相關信息

電動機械增壓器（Electric Supercharger）

電動機械增壓器是為了彌補傳統(tǒng)機械增壓器“在高轉速區(qū)間效率低下”的缺點而開發(fā)的。由于它內(nèi)置了高性能電機，因此即使在發(fā)動機高轉速下，也能在不損失發(fā)動機動力的情況下保持高效運轉，目前已開始應用在一些小排量的車型上。

不過，由于電動增壓器的風量整體上仍不如傳統(tǒng)的機械增壓器或渦輪增壓器，因此目前它大多作為輔助裝置使用，主要用來填補渦輪增壓器在低轉速區(qū)域時的“渦輪遲滯（Turbo Lag）”。