機械增壓和渦輪增壓的優劣

2021-12-19 06:54:03 字數 4663 閱讀 3715

1樓:楊臻道蘆

綜合來說,就是根據你的需求來決定兩種增壓方式的優缺點。

機械增壓,主要是面對大排量發動機,該發動機有足夠大的扭力能帶動機械增壓器,同樣需要發動機的主要出力段在低於4500rpm的低速段,大家都知道高轉速下機械增壓器會變成發動機的負載,而導致增壓帶來的功率增長還不如增壓器耗費的功率,那就入不敷出了。但是由於機械增壓能在發動機啟動時當推動凸輪軸轉動的時候同時啟動,因為機械增壓器是由鋼皮帶直接連結到發動機上的,所以不會有渦輪增壓的遲滯現象。

渦輪增壓,主要面對小排量發動機,要求發動機傳動部分(多半指凸輪軸部分)能夠應付高速轉動所帶來的高溫,因為渦輪的出力段是在4500rpm之後,這個數字是通常數值,也就是說當發動機的轉速越快則增壓效果越好,因為渦輪是靠廢氣推動,而轉速越快則做功越快然後廢氣排出的頻率和壓力都更大。渦輪的劣勢有兩個,一個是低轉速下渦輪優勢不明顯,第二就是渦輪遲滯(這裡就不做旁述了)。

其實不需要在機械增壓與渦輪增壓之間取捨,大眾已經實現了兩種增壓方式的完美結合,doublecharge或者叫雙增壓技術,不同於賓士的bicharge

串列渦輪技術,以及其他廠商例如通用的twincharge並列渦輪,doublecharge是用複雜的電子及機械轉換部件,在4500rpm的交換點,實現機械增壓與渦輪增壓的增壓互換,也就是說大眾可以讓兩套增壓系統同時為發動機工作。

2樓:好奇心號外

優劣勢:

兩種增壓方式各有好處也各有缺點,以渦輪增壓來說,理論上,是要氣缸本體當初設計時,氣缸壁夠厚、耐得住壓力,只要增加渦輪增壓器本體的尺寸和數量,增壓力道幾乎可以無限制增加。最有名的例子,就是當年honda車廠提供給麥凱倫一級方程式車隊的渦輪增壓引擎,排氣量不過才1500毫升,但馬力輸出可以高達嚇死人的1500匹!

而法拉力車隊的舒馬赫所擁有的著名bugattieb110超級跑車,排氣量3.5升,但這具v12的心臟,由四顆渦輪轉子串聯。馬力輸出也可高達560匹。

不過凡事有利就有弊,靠渦輪增壓增加動力輸出雖然輕而易舉,但伴隨著增壓所產生的高熱必須妥善處理,高熱會影響兩部分,一個是負責直接冷卻和潤滑的機油,它會因為受到高熱而快速氧化。因此渦輪增壓引擎必須選用耐高溫、抗氧化好的優質機油,而且機油更換週期會相應縮短,才不容易產生氧化物。通常車廠的對應之道是通過加裝機油冷卻器,來避免油溫過高、提早結束機油的使用壽命,這就是為什麼設計的精密一些的渦輪增壓車,除了機油壓力錶外還會有一個機油溫度表。

好讓車主隨時注意機油的情況。

另外一個受高溫影響的是冷卻系統,在進氣部分。為了增加進氣的含氧量,渦輪增壓車大多會增加進氣冷卻器(inter-cooler)的方式,來降低壓縮空氣的溫度,冷卻水箱、節溫器也會適當加大、提高散熱效率,所以近年來已經很少聽說渦輪增壓引擎有散熱不良的情況了。

不過在使用和保養上渦輪增壓引擎還是有一些小技巧的,例如接近目的地時儘量不要拉高轉速讓渦輪工作。停車前至少讓引擎怠速一分鐘,別讓渦輪轉子在無機油的狀況下運轉過久,這些對保持良好的車況有很大幫助。

相對於渦輪增壓車,機械增壓車就簡單許多,原則上只要引擎在運轉,機械增壓就自然而然的產生,引擎轉速越高加壓力度就越大,好處就是沒有渦輪增壓所產生的那種遲滯現象,加速感受相當線性化,與自然吸氣引擎差別不大,但缺點是機械增壓器靠皮帶帶動,驅動力還是引擎,因此不利於油耗表現。車廠為了改善此現象,並且讓增壓力道能在最需要時發揮作用,加裝電磁閥和離合器,也讓增壓器在特定的轉速以上時離合器才開始接合、拖動機械增壓器,但如此一來多少會有如渦輪增壓器的遲滯感。凡此種種都需要經年月積累,才能摸出門道和細節掌控的地方,也正是因此越是沒有把握的專案,車廠就越不喜歡觸及,免得不小心砸了招牌,久而久之,渦輪增壓與機械增壓的流派也就自然產生。

機械增壓器是以不增加引擎排氣量為前提,使動力輪輸出提升的方法。是直接利用引擎出力來驅動增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內以提高引擎的輸出功率。

渦輪增壓則是利用引擎的廢氣排放來驅動壓縮機。最早的增壓器全部都是機械增壓,在剛發明時被稱超級增壓器(supercharge),後來渦輪增壓發明之後為了區隔兩者,渦輪增壓器被稱為turbo supercharger,機械增壓則被稱為mechanical supercharger,久而久之,兩者就分別被簡化為turbocharger與supercharger。

3樓:匿名使用者

渦輪增壓(turbo)

渦輪增壓簡稱turbo,如果在轎車尾部看到turbo或者t,即表明該車採用的發動機是渦輪增壓發動機。

渦輪增壓器實際上是屍種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發動

機排出的廢氣慣性衝力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。當發動機轉速增快,廢氣排出速度與禍輪轉速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量就可以增加發動機的輸出功率。

渦輪增壓器的最大優點是能在不加大發動機排量就能較大幅度地提高發動機的功率及扭力,一般而言,加裝增壓器後的發動機的功率及扭矩要增大20%—30%。渦輪增壓器的缺點是滯後,即由於葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應遲緩,使發動機延遲增加或減少輸出功率,這對於要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會有點提不上勁的感覺。

機械增壓 (super charger)

針對自然進氣(na)引擎在高轉速區域會出現進氣效率低落的問題,從最基本的關鍵點著手,也就是想辦法提升進氣歧管內的空氣壓力,以克服氣門干涉阻力,雖然進氣歧管、氣門、凸輪軸的尺寸不變,但由於進氣壓力增加的結果,讓每次氣門開啟時間內能擠入燃燒室的空氣增加了,因此噴油量也能相對增加,讓引擎的工作能量比增壓之前更為強大,這就是增壓(charge)的基本原理。

渦輪增壓 vs 機械增壓

簡單來說,一具引擎會不停運轉而產生動力,是因為汽油進入燃燒室,與空氣混合形成油氣混合物後由火花塞點燃,燃燒中產生的壓力推動活塞產生動力,最後燃燒後的廢氣經由排氣閘門排出外界,然後迴圈造成的.

這個過程可分為四部分(即otto-cycle)

1.進氣衝程

2.壓縮衝程

3.燃燒(或動力)衝程

4.排氣衝程

具體的大家可參照初中物理課本(如果你們還有的話:p),在這裡就不詳細說明了.值得一提的是轉子引擎,它也是在這個otto-cycle的規範而設計的引擎,但它的機械構造和其它的有很大不同,使得它能以小的排量產生大的動力.

如何提高引擎的效率呢?根據能量守恆定律,要增加引擎的效率,只能是用更多的能量了-進氣,壓縮,燃燒,排氣-工程師能做的也就是改進這四個部分.其中,turbo 和 super charger都是針對』進氣』這個環節而設計的(其它除了排氣外,沒什麼能大改的了,效果也不大).

turbo是利用排氣衝程所排放的廢氣,轉動它的turbine(排氣轉子),?turbine到達一定轉速時,它帶動進氣轉子(compressor)-兩者是同軸異室的-,強行吸進額外的空氣,所以普通引擎叫natural aspiration(na,自然進氣),因為turbo是"不自然"進氣的,哈哈.

super charger:

super charger和turbo的不同之處是,它的進氣轉子是經由皮帶,直接由引擎曲軸驅動,所以,對比turbo,它是"all the way(全程增壓)",只要引擎一發動就有作用.

好了,我們開始對比一下兩者的利弊吧:

-**:

在同一具引擎上,兩者差別不大(這是指一般的產品,同增壓效能而言,超高效能的則很難比較),所以**通常不在考慮之列.

-效率:

這是turbo最大優點,因為turbo只是由廢氣驅動,相對比要由引擎驅動的super charger,它不用浪費部分引擎動力,也較經濟省油.

-延遲:

這是turbo最大缺點(有名的turbo lag,渦輪遲滯效應),也是super charger的最大優點,因為要等到turbo的turbine到達一定轉速時(大概12000rpm)才能啟動compressor工作,儘管所需時間很短,但是對於駕駛者來說,是很不舒服的感覺,試想,當你重踩油門過了1-2秒車子才突然衝出去,對車子的操作感都變差了吧?而super charger就像之前所說的,"all the way",只要引擎開著就在工作,不會有任何的延遲.

-散熱:

因為turbo的compressor是在排氣管裡面(很熱很熱的地方!)的,加上它超高速的運轉軸承(12000rpm以上耶!),由此而來的高溫高壓是不可避免的,因此需要採取如機油冷卻/水冷卻,機械開關/電腦洩壓的方式來保證車子安全.

另外,幾乎所有的turbo車上一定得有intercooler(**冷卻器)裝置.因為更多的空氣被壓縮後,溫度升高,密度降低,也就是含氧量減少(再回去翻翻物理書吧^^),燃燒效率降低,所以必須用intercooler來冷卻空氣溫度.對於super charger問題就小多了,一般來說boost level(中文不知怎麼翻譯,增壓級數?

)在10psi(pounds per square inch,磅/平方英寸)以下的是不用intercooler的.

-噪音:

turbo的構造決定了它所產生的噪音是小於super charger的,因為turbo安於排氣管的turbine起到了消聲的作用,而super charger...有些誇張的更將整套裝置外露於引擎蓋上方(參看fast&furious-速度與激情裡的那輛黑色dodge charger...),非常吵,但是很多人就是喜歡!

動力輸出:

總體來說turbo佔優,peak power(峰值功率)turbo要強於super charger,但高功率trurbo需要改裝引擎的其它部分.

-安裝:

turbo較複雜,因為要有部分要裝入排氣系統裡面,還得加intercooler什麼的.

-穩定性:

一般來說super charger較好,turbo車在熄火以後排氣管的轉子有可能因為仍然過熱產生很多問題,在此不多說.

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