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发动机的另一种增压方式机械增压
时间:2016-01-17 08:27:06   来源:bk.jnesc.com   作者:名字要很长
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机械增压(Mechanical Supercharger)是增压发动机中的一种,其驱动力来自发动机曲轴,一般是利用皮带与曲轴皮带轮连接的,然后曲轴运动的扭力会带动增压器,继而达到增压的目的。机械增压因为结构的不同而分为了多种,有叶片式、鲁兹、温克尔等型式。但是目前温克尔已经不多见了。
词条内容

目录

机械增压起源

机械增压工作原理

机械增压类型和结构

机械增压特性

机械增压产品

 

发动机的另一种增压方式机械增压

 

机械增压起源

 

    机械增压在刚被发明出来的时候被叫做Supercharger,但是仅仅是对这个词汇而言的话,其含义是很丰富的,在刚被引入到国内的时候,这个词就被译为了是由机械直接带动的增压器所以就是“机械增压”。后来又有了涡轮增压为了区分两者,所以涡轮增压是urbo Supercharger,而机械增压就成了Mechanical Supercharger

 

    不过在早期的时候机械增压是被用在工业设备上的,到了1908年第一次在赛车上使用该技术,当时的极速达到了160Km/h,到了1921年全球第一款量产的机械增压车型由奔驰制造生产了出来,随意机械增压又被使用到了飞机上,而且在汽车中的应用也越来越广。因为机械增压的结构简单,所以会发现在早期的增压车型中都是这一种增压器。

 

机械增压工作原理

 

    机械增压器前端是由皮带轮和发动机曲轴皮带轮是直接连接,当发动机启动转动时,增压器就会直接被带动。 为了增压器的转速提高所以其皮带轮小于曲轴所带动的皮带轮。增压器的转速一般要比发动机曲轴转速高2.5倍,个别的还会高5倍,可以达到一分钟中转几万圈。

 

 

机械增压类型和结构

 

    目前机械增压车型中应用最多的是罗兹式,这个类型的机械增压器的转子之间有很少的间隙,不直接相连,转子由大小不一样互相啮合的齿轮连动,其转动的方向是相反的,这样就会压缩空气,两个转子中有一个的转轴是与驱动皮带连接的,皮带轮上有电磁离合器,在不需要增压的时候,会放开离合。而这个离合器的作用是在计算机的控制下,达到减噪和省油的目的。

 

    现在4叶片的转子代替了之前的3叶片转子,因为4叶片转子在配合上更精准。而叶片形状对机械增压的效率有很大的影响,在做工上也有很高的要求,其实不管是叶片的数量还是形状,它们的变化都是为了提升效率。

 

除了罗兹式增压器,在改装车上还有一种离心式增压器得到了广泛使用,离心式增压器的样子长得跟蜗牛一样,其原理和涡轮增压发动机一样,增压器里面只有一个离心式叶片,在高速旋转的过程中就把空气给压缩了。显然这种机械增压在机构是更简单,体积更小,布置更方便。但是这种会带来较高的噪音,并且会随着转速的提高而加大。

 发动机的另一种增压方式机械增压

 

机械增压特性

 

    机械增压与涡轮增压在动力输出上有很大的区别,机械增压是线性的输出,所以和涡轮增压相比是没有迟滞现象的,在低转速下也是可以获得增压的,增压的动力输出月曲轴转速会成一定的比例,如果发动机的动力输出会随着转速的提高,增压也会增强。

 

    因为机械增压器采用的是皮带驱动,所以增压器内部叶片转速与引擎转速是完全同步的,特性如下:

    引擎rpm XR1/R2增压器叶片之rpm

 

R1 引擎皮带盘之半径

 

R2 机械增压器皮带盘之半径

 

 

机械增压利用引擎转速来带动机械增压器内部机构,整体结构简单,工作温度也只有70℃ -100℃,所以机械增压系统对于冷却系统、润滑系统的要求不是很高。 机械增压优点为体积小,不需修改引擎本体、安装容易,因此在美国的改装界也颇受欢迎。

 

    发动机来带动机械增压,会给发动机带来额外的负荷,所以增压器本身的运转阻力是越小越好,这样才不会拖发动机工作的后腿。而且机械增压的进风量与阻力是成正比的,当需要高增压的时候,发动机的输出能量会大增,但是机械增压叶片的受到的阻力也会大增,当阻力达到一定的时候,阻力就会让发动机受到很大的负荷,也就会影响转速的提升,所以机械增压必须要在增压值和发动机负荷之间取得平衡。

 

机械增压产品

 

    现在,欧洲的机械增压多介于0.3-0.5bar的低增压,而台湾特嘉研发的高效率增压器可以产生0.6-1.2bar 的中度增压值,动力提升的幅度更为显著。

 

参考资料
1. 机械增压 .【汽车之家】.[引用日期2016-01-17].
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