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機械增壓比渦輪增壓好N倍,為何它不普及?

機械增壓比渦輪增壓好N倍,為何它不普及?

很多消費者在購車時都想要一款帶渦輪增壓的車型,畢竟帶「T」的汽車在動力性能方面比帶自然吸氣發動機的車型更出色。

然而,對於增強發動機的動力輸出,還有一種技術帶來的效果比渦輪增壓更妙,就是機械增壓,軲轆哥今天給大家詳細說說。

首先,我們要弄清楚什麼是機械增壓和渦輪增壓。

顧名思義,機械增壓就是通過機械的方式來增加發動機進氣歧管的空氣壓力,從而提高發動機輸出功率。它的工作原理相當於一個鼓風機,並通過發動機的曲軸帶動皮帶或者鏈條,來轉動增壓器內部葉片輸出更多的空氣,當發動機吸收了這些空氣后,就會噴出更多的汽油,提高動力性能(如下圖所示)。目前,機械增壓主要有離心式、魯式和螺旋式三種類型。

而渦輪增壓器是利用發動機排出的廢氣來驅動渦輪,需要等到發動機轉速上升到一定程度才開始工作。它的工作形式猶如你拿著一台電風扇向氣缸內部吹,硬要把風往氣缸內部灌,使裡面的空氣增多,以增強燃燒效率。(如下圖所示)

機械增壓有何優點?

上文說到,機械增壓器是由發動機曲軸直接帶動的,也就是說增壓器與發動機同步工作,這就不會有渦輪增壓發動機普遍擁有的渦輪遲滯現象,動力輸出猶如自然吸氣發動機般線性,並且性能表現比自吸發動機更強。

同時,由於機械增壓器與發動機同步工作,所以其在發動機低扭輸出時就能夠起到增壓效果,低扭時的動力響應相當快,不會有渦輪增壓器那種「低轉乏力」的感覺。

更為重要的一點是,由於機械增壓器不需要跟發動機的潤滑系統連接,工作的環境溫度只需70-100℃(渦輪增壓器為400-900℃),所以機械增壓器對潤滑系統和冷卻系統的要求比渦輪增壓器低得多,不會出現渦輪增壓車型的潤滑系統異常導致燒機油和溫度過高等故障。綜合來看,機械增壓比渦輪增壓還要更實用。

那麼問題來了,機械增壓的實用性如此高,為何不普及呢?

凡事都有兩面性,機械增壓在某些方面的確拔尖,但是它也有難以忍受的硬傷。首先是消費者利益方面,由於機械增壓器一直處於工作狀態,會使發動機一直噴更多的汽油,油耗會大幅度增加。同時,機械增壓器的精密度要比渦輪增壓器高,體積也更大,所以它的製造成本要更高,車輛的售價以及後期的養護費用也會有提升。

其次,機械增壓器要靠發動機來帶動,也就意味著它在增強動力的同時,會消耗發動機的一部分動力。因此,如果小排量發動機搭載機械增壓器,那麼動力提升的幅度就不明顯了。而大排量的車輛就不會出現此類問題,比如奧迪S5和大眾途銳等車型。

最後一點是發動機的噪音,雖然機械增壓器的運轉平順性比渦輪增壓器好,但是其工作時的噪音遠大於渦輪增壓器,行駛舒適性較差。

綜上所述,雖然機械增壓器的優點明顯,但也存在不少消費者難以接受的硬傷,那麼,這是否意味著機械增壓器毫無用處呢?

答案是否定的。由於機械增壓器和渦輪增壓器各具優勢,於是,很多廠商將它們整合為一體,誕生了雙增壓發動機。這種發動機能夠在低轉速區間用機械增壓,不會出現渦輪遲滯現象,而在高轉速時啟用渦輪增壓,解決了機械增壓在高轉速時無力和費油等缺點。對此,大眾尚酷搭載的EA111雙增壓發動機就是很好的例子,雖然它的排量只有1.4T,但是動力性能足以匹敵很多品牌的1.8T渦輪增壓發動機。

(尚酷EA111發動機)

遺憾的是,受限於雙增壓器技術的高難度和高成本,所以該技術目前只被少數車企掌握,並且只應用在少數豪華車型上,譬如保時捷卡宴Cayenne GTS、林肯領航員等豪華品牌的車型。這就是機械增壓在汽車的各個細分領域都沒被普及的原因。

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