發(fā)動機(jī)的高級裝備

引文：在對汽車動力的升級方面，常見的刷寫ECU、外掛電腦、強(qiáng)化火花塞等畢竟對動力的提升有限。如果想在原有機(jī)械的基礎(chǔ)上壓榨出更源源不斷的動力，增壓器是不錯的選擇。對于渦輪增壓與機(jī)械增壓這對性格各異的“兄弟”之間的選擇，這真是蘿卜白菜各有所愛了。而編者偏愛的是動力輸出更加線性的機(jī)械增壓，就像此期的改裝案例里的一臺HKS機(jī)增的豐田埃爾法和即將VF620機(jī)增套件上身的E90 M3一樣。

小標(biāo)：性格迥異的“兄弟”

著手這樣的一個選題不是想去辯論渦輪增壓與機(jī)械增壓的孰優(yōu)孰勝，這是一場沒有勝負(fù)的辯論賽。車主選擇渦輪增壓或機(jī)械增壓，目的都是一樣為了更好地挖掘汽車的潛能，只是挖掘的方式各有不同。隨著近幾年各大車廠都在渦輪增壓技術(shù)上發(fā)力，渦輪增壓也被更多人所熟知。相較下來，機(jī)械增壓就顯得低調(diào)了許多。其實(shí)原廠車型也是有采用機(jī)械增壓的，只是沒有渦輪增壓那么普遍。例如卡宴在售的那臺3.0 V6引擎和CTS-V的6.2 V8引擎。剛好有那么巧，這期的改裝案例有兩個機(jī)械增壓的案例，那就借著東風(fēng)跟大伙說說機(jī)械增壓的那些事兒。

小標(biāo)：魚與熊掌的矛盾

首先要說明的是機(jī)械增壓不同于渦輪增壓廢氣驅(qū)動的工作模式，機(jī)械增壓是通過發(fā)動機(jī)的曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)來帶動工作的。驅(qū)動模式的不同，也導(dǎo)致了機(jī)械增壓不存在接觸高溫廢氣的問題，因此機(jī)械增壓系統(tǒng)對于冷卻系統(tǒng)、潤滑油脂的要求與NA引擎相同，機(jī)件保養(yǎng)也大同小異。也因此，對于自然吸氣發(fā)動機(jī)加裝增壓改裝來說，機(jī)械增壓給發(fā)動機(jī)帶來的負(fù)擔(dān)和損傷會比較小，機(jī)械增壓扭矩輸出很線性，扭矩峰值來得更早。而渦輪增壓會改變原廠發(fā)動機(jī)的排氣效率和發(fā)動機(jī)的容積效率，除了增壓系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)很難匹配之外，也會對發(fā)動機(jī)的壽命產(chǎn)生一定的影響。所以低轉(zhuǎn)的扭力扭矩與高轉(zhuǎn)的動力是機(jī)械增壓與渦輪增壓所呈現(xiàn)最主要的矛盾。目前依機(jī)械增壓構(gòu)造的不同，機(jī)械增壓分為許多種類，包括葉片式（Vane）、羅茲（Roots）、溫克爾（Wankle）等型式，不過現(xiàn)在較為常見的是葉片式和羅茲式兩種。

Cosworth MX5 Supercharger.JPG（Cosworth針對馬自達(dá)MX5的機(jī)械增壓套件。）

葉片式（Vane）機(jī)械增壓器

葉片式（ 亦有稱為渦流式） 的本體就是屬于葉片式本體的一種。其運(yùn)作方式主要是利用三個可根據(jù)不同離心力而改變轉(zhuǎn)速的行星齒輪組帶動進(jìn)氣葉片。透過齒輪組與葉片軸心的相互磨擦，提高軸心轉(zhuǎn)速并進(jìn)一步提高進(jìn)氣葉片的速度，以獲得持續(xù)不斷的增壓反應(yīng)。換句話說，就是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速愈高，進(jìn)氣葉片的轉(zhuǎn)速也能跟著提高。

羅茲（Roots）式機(jī)械增壓器

魯茲增壓器有雙葉、三葉轉(zhuǎn)子兩種型式，目前以雙葉轉(zhuǎn)子較普遍，其構(gòu)造是在橢圓形的殼體中裝兩個繭形的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子之間保有極小的間隙而不直接接觸。兩轉(zhuǎn)子借由螺旋齒輪連動，其中一個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動的皮帶輪連接，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的皮帶輪上裝有電磁離合器，在不需要增壓時即放開離合器以停止增壓。離合器的開合則由計(jì)算機(jī)控制以達(dá)到省油的目的。

羅茲式機(jī)械增壓器-1.jpg（羅茲式機(jī)械增壓器。）

雙螺旋式機(jī)械增壓器

雙螺旋增壓器與羅茲（Roots）式機(jī)械增壓器的雙葉片轉(zhuǎn)子類似，不同的是雙螺旋式機(jī)械增壓器還會壓縮轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)的空氣。因?yàn)檫@些轉(zhuǎn)子具有錐度，隨著空氣從增壓器進(jìn)氣口流向排氣口，氣道會變小。隨著氣道的收縮，空氣便被壓入到更小的空間，使得空氣的壓縮可以連續(xù)進(jìn)行，提高增壓器的效率，使得增壓器的體積無需過于龐大。而且每轉(zhuǎn)動一周，壓縮的空氣量是固定的，即在曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)一周內(nèi)，增壓器的壓縮空氣量也是一定的，無論高轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)，這是一對比例幾乎固定的關(guān)系。

小標(biāo)：增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)阻力越低越好

安裝一套機(jī)械增壓套件無需對發(fā)動機(jī)本體動刀子，安裝起來也沒那么繁瑣。不過機(jī)械增壓的制造受制于葉片的設(shè)計(jì)和整體的強(qiáng)度。除了驅(qū)動齒輪之外，所有零部件都需要高強(qiáng)度的鋁合金一體壓鑄成型，成本較高高。因此機(jī)械增壓更傾向于在大排量的發(fā)動機(jī)上使用。所以在性能的改裝上，尤其是大排量的NA引擎的改裝上，機(jī)械增壓出現(xiàn)得頻率會比較高。這一點(diǎn)可以從許多老美的大排量汽車的暴力改裝機(jī)械增壓器的案例中可見。需要注意的是，在改裝機(jī)械增壓套件時，增壓器本身運(yùn)轉(zhuǎn)阻力越小越好。因?yàn)樽鳛橐揽堪l(fā)動機(jī)動力驅(qū)動的機(jī)械增壓器，相對地增壓器會給發(fā)動機(jī)帶來額外的負(fù)擔(dān)。增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力越小，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速提升才會更快、工作效率才更高。

1968 Camaro Grille.jpg（1968的Camaro Grille 機(jī)械增壓案例。）

小標(biāo)：尋找平衡是關(guān)鍵

根據(jù)愛因斯坦的相對論可知，機(jī)械增壓器在增大進(jìn)氣量的同時也受到了空氣的阻力。這也就意味著當(dāng)使用高增壓時，引擎的輸出功率會增大，但同時增壓器內(nèi)部的葉片收到的空氣阻力也會增大。而當(dāng)增壓器收到的空氣阻力達(dá)到一定的界限時，空氣阻力將會使得引擎承受極大的負(fù)荷，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速提升受到影響。所以，在安裝機(jī)械增壓時，增壓值與引擎負(fù)荷間的平衡是關(guān)鍵，否則就會帶來高增壓的負(fù)面效應(yīng)。

按照上述所提及的，由于轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)負(fù)荷的影響，機(jī)械增壓的增壓值相對于渦輪增壓的增壓值簡直是小巫見大巫。常見的機(jī)械增壓幅度是在0.56-1.2bar左右，最高不過1.5bar。因?yàn)闄C(jī)械增壓的特色是突出動力輸出的線性與平順性。通過發(fā)動機(jī)驅(qū)動機(jī)械增壓器從而改善進(jìn)氣環(huán)境，讓發(fā)動機(jī)充分發(fā)揮性能。

小標(biāo)：增壓器守護(hù)者

雖然機(jī)械增壓的增壓值不如渦輪增壓那般，渦輪增壓的高增壓值總能“吹響”一陣又一陣可以讓人打雞血的泄壓閥的泄壓聲。相比起機(jī)械增壓的增壓值，泄壓閥就稍顯遜色了，但這并不說明泄壓閥對于機(jī)械增壓沒那么大作用。當(dāng)車輛在高轉(zhuǎn)速時需要換擋或收油時，節(jié)氣門會自動關(guān)閉，進(jìn)氣管道內(nèi)的氣體會被阻隔而往增壓器回流，高壓的回流空氣極可能會迫使高速旋轉(zhuǎn)的葉輪逆轉(zhuǎn)甚至損壞，此時安裝在進(jìn)氣管道內(nèi)的泄壓閥就發(fā)揮作用了，保持氣壓穩(wěn)定，以免增壓器因?yàn)閴毫^大而造成發(fā)動機(jī)的失控。

由理想氣體定律得出，氣體在壓縮時內(nèi)能會增加，也就是溫度升高，而同樣氣壓下，氣體密度會因溫度升高而降低，所以將壓縮后的高溫氣體降溫，可以進(jìn)一步的增加空氣流量，而中冷器的作用就是將空氣在進(jìn)入氣缸前降溫，使發(fā)動機(jī)更多的吸入空氣，并避免爆燃。經(jīng)過機(jī)械增壓之后的空氣溫度可以達(dá)到100℃，經(jīng)過渦輪增壓之后的溫度就更高了，所以中冷器亦是增壓器很有重要的守護(hù)者。

小標(biāo)：增壓時代

對于增壓和機(jī)械增壓，不同的定位會有不同的選擇。但無可否認(rèn)的是，當(dāng)下增壓發(fā)動機(jī)在車輛中比重的增加確是客觀存在的。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，增壓發(fā)動機(jī)那些嬌氣的毛病已經(jīng)減輕或客服了。2013年11月26日，本田也宣布即將加入增壓的行列，在這個增壓的時代里，

盡管渦輪增壓占據(jù)了增壓版圖的大部分，在技術(shù)進(jìn)步的推動下，體積更小、效率更高的渦輪增壓已經(jīng)出現(xiàn)。相信機(jī)械增壓作為一種傳統(tǒng)的增壓方式，總會在增壓的時代里找到屬于自己的定位，就像那即將上身VF620套件的M3和那臺選擇了HKS機(jī)械增壓的埃爾法。

HKS機(jī)增.JPG+HKS機(jī)增-2.JPG（HKS GT葉片式（Vane）機(jī)械增壓器。）