汽车增压方式有几种?

Question

除了涡轮增压还有什么?它们的工作原理是什么?

Answer 1

增压是发动机进气形式的一种，区分于普通自然吸气的发动机，它是将空气事先进行压缩，再注如气缸，按照增压器工作原理分为涡轮增压和机械增压两种

最早出现的增压器是安装在航空活塞式发动机上，在发动机上加装增压器，对高空稀薄的空气进行加压，从而克服随着海拔的提高发动机功率明显下降的不利因素。这种问题同样出现在汽车发动机上，当发动机高速运转时，一个进气行程的时间只有百分之几秒，在这么短的时间内吸进汽缸的空气量远小于汽缸的工作容积，使得汽缸内的空气密度低于大气密度。要提高容积效率，让发动机的功率和扭矩输出更高，就必须改善它的“呼吸”。而既然每次进气的时间无法延长了，对应的办法就是加装增压器，将空气事先加压，然后将高压气体注入汽缸，使汽缸内的空气压力高于外界空气压力。增压发动机在拥有更好的动力表现的同时燃油经济性也是同功率级别的自然吸气式发动机不可比拟的。

机械增压(supercharg)：同发电机、空调一样由发动机曲轴带动皮带提供动力，驱动压缩机压缩空气。由于发动机转速以及皮带轮传动比不可能太高，所以增压器的转速就受到限制，产生的压力低于1.0Kg/cm属于低压增压，对于功率和扭矩的提高不是很大，但是由于其直接传动的特性，所以动力响应比较灵敏，不存在迟滞现象。

涡轮增压(turbo)：是废气涡轮增压的简称，增压器有两个相互隔绝的涡轮室，里面的两个涡轮同轴相连。（如图）两个涡轮室分别连接进气歧管和排气歧管，利用发动机排出的废气推动涡轮转动，同时带动另一个涡轮转动压缩空气。由于是气体推动，所以涡轮增压器的转速可以轻松达到100,000rpm甚至更高，并且增压压力早已突破2.0kg/c㎡的超增压境界，单就效率而言，涡轮增压系统能以“倍数”来提升引擎动力输出，在1988年F1赛车禁止使用增压发动机之前，排量1.5升的涡轮增压发动机可以产生1200匹的马力！远远超过了如今F1赛车3升自然吸气式发动机的900匹马力。

但是涡轮增压也存在一些弊端。由于涡轮有一定的惯性，在引擎转速较低时排出的废气量不足以驱动涡轮转动，增压器无法发挥作用。而在需要急加速时，动力输出会出现短暂的迟滞，在起步、超车或者急加速时显得力不从心。于是发动机设计人员研究出了种种方法想要解决增压迟滞问题，比如采用一大一小两个涡轮串联，分别在低速和高速时启动；也有一种可变叶片角度涡轮，在低速时用比较大的迎风面而高速时将迎风面变小，等等。但是无论采用什么样的改进，迟滞现象至今无法彻底解决。

中冷器：是增压系统的一部分。当空气被高比例压缩后会产很高的生热量，从而使空气膨胀密度降低，而同时也会使发动机温度过高造成损坏。为了得到更高的容积效率，需要在注入汽缸之前对高温空气进行冷却。这就需要加装一个散热器，原理类似于水箱散热器，将高温高压空气分散到许多细小的管道里，而管道外有常温空气高速流过，从而达到降温目的（可以将气体温度从150摄氏度降到50摄氏度左右）。由于这个散热器位于发动机和涡轮增压器之间，所以又称作中央冷却器，简称中冷器。

使用注意事项：

由于涡轮增压器经常处于高速、高温下工作，增压器废气涡轮端的温度在600℃左右，增压器转子以高速旋转，因此为了保证增压器的正常工作，使用中应注意以下几点：

1、不能着车就走。发动机发动后，特别是在冬季，应让其怠速运转一段时间，以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门，以防损坏增压器油封。

2、不能立即熄火。发动机长时间高速运转后，不能立即熄火。发动机工作时，有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的。正在运行的发动机突然停机后，机油压力迅速下降为零，增压器涡轮部分的高温传到中间，轴承支承壳内的热量不能迅速带走，而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转，因此，发动机热机状态下如果突然停机，会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机大负荷、长时间运行后，在熄火前应怠速运转3－5min，让增压器转子的转速和温度降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。

4、由于增压器经常处于高温下运转，它的润滑油管线因受高温作用，内部机油容易有部分的结焦，这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。因此，润滑油管线在运行一段时间后要进行清洗。

5、经常注意检查增压器的运转情况。在出车前、收车后，应检查气道各管的连接情况，防止松动、脱落而造成增压器失效和空气短路进入气缸。

Answer 2

1、机械增压系统：这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面，因此还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高。
　　2、气波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好但是整个装置比较笨重，不太适合安装在体积较小的轿车里面。
　　3、废气涡轮增压系统：这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了，增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。但是废气涡轮增压器技术也有其必须注意的地方，那就是泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。
　　4、复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压并用，机械增压有助于低转速时的扭力输出，但是高转速时功率输出有限；而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足，同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。这种装置在大功率柴油机上采用比较多，汽油机上采用双增压系统（复合增压系统）的车型还比较少，大众的1.4
tsi发动机（这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。在低转速时，由机械增压提供大部分的增压压力，在1
500rpm时，两个增压器同时提供增压压力。随着转速的提高，涡轮增压器能使发动机获得更大的功率，与此同时，机械增压器的增压压力逐渐降低。机械增压通过电磁离合器控制，它与水泵集合在一起。在转速超过3500rpm时，由涡轮增压器提供所有的增压压力，此时机械增压器在电磁离合器的作用下完全与发动机分离，防止消耗发动机功率）采用了了这一系统。其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，只是结构太复杂，技术含量高，维修保养不容易，因此很难普及。

Answer 3

自然吸气发动机不算涡轮发动机的一种！增压发动机有很多，机械增压发动机、缸内增压直喷发动机、