詳細解讀渦輪增壓和機械增壓

市場上常見的發動機增壓技術主要存在三種，機械增壓和廢氣渦輪增壓以及複合增壓。其中渦輪增壓技術相對較為普遍，機械增壓出身高貴，往往只能在高端豪華車型上才能找到它的身影，而複合增壓結構複雜,技術含量偏高,維修保養也相對困難,所以普及性較低。

以下著重介紹廢氣渦輪增壓和機械增壓

廢氣渦輪增壓技術是利用發動機排出的廢氣推動渦輪機旋轉，同時驅動與渦輪機同軸的進氣端葉輪壓縮空氣實現增壓。當發動機進氣門開啟時，能夠獲得更高密度和更大流量的新鮮空氣，從而提升發動機輸出功率。

機械增壓是通過發動機曲軸和皮帶驅動，因此增壓器內部葉輪轉速與引擎轉速是完全同步的。不需要依賴排氣溫度和壓力，並且全轉速下都能提供即時響應，不存在渦輪增壓固有的遲滯性，可以獲得出色的瞬態響應和低轉速狀態下的扭力。

渦輪增壓的優勢

廢氣渦輪增壓能帶來30%或者稍高的功率提升，同時能夠降低發動機的最高扭矩點，使小排量增壓發動機獲得大排量發動機的性能。

補償發動機高原效率損失

高原地區空氣稀薄，大氣壓偏低，自然吸氣發動機會因此減少進氣量，導致動力下降。廢氣渦輪增壓器可以部分補償在高原行駛時損失的效率，進氣歧管內的絕對壓力達到與海平面行駛相似或略低的水平，達到功率不降或只是略微降低的效果。

機械增壓的優勢

在瞬態響應方面，機械增壓具有渦輪增壓望塵莫及的優勢。從瞬態響應圖中可以看到，在中、低速超車工況，機械增壓在0.5 s以內就可以建立90%的絕對壓力，而渦輪增壓要用5 s才能達到相同的壓力，渦輪遲滯是渦輪增壓無法規避的問題，這會在很大程度上影響駕駛感受。

油耗優勢

渦輪增壓器利用廢氣能量並不是一件「無本生意」。渦輪排氣能量主要來源於排氣背壓的升高。排氣背壓的升高也會使發動機泵氣損失增大，從而消耗部分發動機功率。而機械增壓系統不提高排氣阻力，在整個轉速範圍外特性工況進氣壓力大於排氣壓力，這個壓力差對活塞做正功。另外，受益於機械增壓發動機即時的瞬態響應和優秀的低速扭矩，可以更好的支持發動機的低速化。低速化降低了發動機的摩擦功，可有效降低綜合油耗。按一般規律，在同樣的車速時，發動機運行轉速降低300轉，可使整車油耗降低5%，發動機運行轉速降低900轉，可使綜合油耗降低5%-10%。

可靠性和耐久性優勢

機械增壓器是自適應潤滑的機械裝置，無需與發動機的油路進行連接；機械增壓器也不會產生極端的高溫，（機械增壓通常的運行溫度為70—100度，渦輪增壓的運行溫度為400—900度）不需與發動機冷卻系統連接提供額外冷卻。因此，機械增壓器比渦輪增壓器有先天的可靠耐久性優勢，在整車應用中也已證明了機械增壓器和發動機具有同壽命的耐久性，與此同時，機械增壓器系統周邊零件少，這也意味著更低的故障率。

其他方面優勢

機械增壓系統不從排氣汲取能量，使發動機冷啟動工況三元催化器很快達到起燃溫度。同時得益於更好的燃燒室掃氣，使發動機可以適當提高壓縮比或增大點火提前角。另外，不依賴於排氣能量，使得機械增壓器在米勒循環或阿特金森循環發動機上也會更為適用。此外，機械增壓器還能夠允許 EGR（排氣再循環系統） 進入增壓器進氣端，對汽油機或柴油機都能提供EGR泵的功能，而渦輪增壓器一般不能允許EGR進入進氣端。

總結

渦輪增壓和機械增壓各有所長，前者看似一種趨勢，但是渦輪增壓未必是先進的代名詞，更像是適應排放法規的產物，很難說是真實需求。在油耗方面，許多實際案例表明，渦輪增壓發動機的真實油耗並不低，降低油耗或許僅是車企的說法，尚未得到業界的一致認可。如果只考慮實用性、安全性以及真實需求，機械增壓可能是更好的選擇。