改装机械增压利弊是什么
生活随笔
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改装机械增压利弊是什么
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渦輪增壓與機(jī)械增壓增壓技術(shù)最早源于飛機(jī)在高空的需要,我們都知道一般引擎是利用氣缸活塞下移形成真空,吸入空氣而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣的過程,這就是所謂的自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)。而自然進(jìn)氣方式因“被動(dòng)”地實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣動(dòng)作,所以在高空中由于空氣稀薄進(jìn)氣效率不高,大大影響引擎的功能發(fā)揮。為提高引擎進(jìn)氣效率,于是發(fā)明了增壓進(jìn)氣技術(shù)。窩輪增壓(turbo)與機(jī)械增壓(superchanger)是增壓的兩種不同方式,主要的不同在于增壓器的驅(qū)動(dòng)方式。最早的增壓器全部都是機(jī)械增壓,在剛發(fā)明時(shí)被稱超級(jí)增壓器(Supercharger),后來渦輪增壓發(fā)明之后為了區(qū)隔兩者。起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger,機(jī)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了。德國人由于德語的關(guān)系把機(jī)械增壓叫做Kompressor。窩輪增壓由引擎的排氣作廢氣驅(qū)動(dòng)。渦輪由兩部分組成,一是新鮮空氣增壓端(壓縮渦輪)、另一部分為廢氣驅(qū)動(dòng)端(廢氣渦輪),兩端各有一個(gè)葉輪,在同一軸上的兩邊渦輪之間還有一個(gè)泄壓觸發(fā)器(Wastegate)設(shè)在廢氣渦輪那邊,當(dāng)壓縮渦輪壓力過大,壓力便會(huì)推動(dòng)觸發(fā)器將廢氣渦輪的閥門打開,降低氣壓。渦輪輪軸的支承為軸套軸套里邊的軸承設(shè)計(jì)可以分為滾珠軸承和浮動(dòng)軸承。渦輪增壓器葉輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來自于廢氣。廢氣帶動(dòng)窩輪,在窩輪的另一邊,葉片壓縮空氣。渦輪增壓器殼體為鎳、鉻和硅合金材料,軸為鉻和鉬合金材料。更重要的是,渦輪增壓器是在高溫、高速條件下工作的,為保證其正常工作,在渦輪增壓器中通入了機(jī)油和冷卻液,以保證有效的潤滑和冷卻,改善工作條件。發(fā)動(dòng)機(jī)排出的具有高溫和一定的壓力的廢氣進(jìn)入增壓器中,推動(dòng)軸的葉輪以每分鐘高達(dá)數(shù)萬甚至幾十萬轉(zhuǎn)的高速度旋轉(zhuǎn),怠速時(shí),葉輪轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)/分,當(dāng)全負(fù)荷時(shí),葉輪轉(zhuǎn)速可超過135000轉(zhuǎn)/分,普通的軸承是無法承受如此高速而產(chǎn)生的高溫和磨損的,所以在渦輪增壓系統(tǒng)里邊機(jī)油的潤滑和冷卻作用至關(guān)重要。柴油引擎也有不少裝配渦輪增壓系統(tǒng)的,而且柴油引擎的最大增壓值普遍比汽油引擎的最大值高。渦輪增壓器的串聯(lián)與并聯(lián):在雙渦輪增壓(Twin Turbo)的汽車上會(huì)看到2組渦輪通過串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接,并聯(lián)指每組渦輪負(fù)責(zé)引擎半數(shù)汽缸的工作,每組渦輪都是同規(guī)格的,如保時(shí)捷911 turbo,Skyline GT-R的RB26DETT,Supra的2JZ-GTE和BMW新的3.0雙渦輪增壓都是并聯(lián)渦輪的杰出代表,其優(yōu)點(diǎn)就是增壓反應(yīng)快并減低管道的復(fù)雜程度。至于串聯(lián)渦輪通常是一大一小兩組渦輪串聯(lián)搭配而成,低轉(zhuǎn)時(shí)推動(dòng)反應(yīng)較快的小渦輪,使低轉(zhuǎn)扭力豐厚高轉(zhuǎn)時(shí)大渦輪介入,提供充足的進(jìn)氣量,功率輸出得以提高,RX-7的13B-REW引擎就是串聯(lián)渦輪的好例子。渦輪增壓器的A/R值:A/R值在改裝市場的渦輪增壓器銷售冊上常有標(biāo)明,用以表達(dá)渦輪的特性,A是Area(面積)的意思,指的是葉片渦輪接受廢氣的側(cè)入口最窄處的橫截面積,R是Radius(半徑),指的是A(橫截面積)的中心點(diǎn)與渦輪本體中心點(diǎn)的距離,面積與兩中心點(diǎn)距離的比值,就是A/R值。A/R值越小,表示入口相對較小而渦輪葉片的起動(dòng)慣性低,流速相對高,低轉(zhuǎn)反應(yīng)比較好,渦輪遲滯效應(yīng)不明顯。反之,A/R值越大入口較大,葉片慣性高,低轉(zhuǎn)反應(yīng)比較遲鈍,渦輪遲滯較明顯,但在高轉(zhuǎn)時(shí)表現(xiàn)則剛烈得多。簡單而言,較注重高轉(zhuǎn)功率輸出的渦輪,A/R值可以達(dá)到0.7左右,而注重低轉(zhuǎn)扭力輸出的渦輪,A/R值大約為0.2。保時(shí)捷的VTG可變渦輪幾何葉片技術(shù)則是通過改變渦輪的A/R值達(dá)到不同的渦輪特性。窩輪增壓的優(yōu)點(diǎn)在于不占用引擎本身的功率,在高轉(zhuǎn)時(shí)(排氣壓力高)效果顯著,增壓效率高,缺點(diǎn)在于在低轉(zhuǎn)時(shí)由于窩輪本身的慣性,窩輪介入比較遲緩(增壓值越高越是如此)也就是我們平常所說的窩輪時(shí)滯,窩輪時(shí)滯不能根除,但能把他減低到很小的程度,如用較輕小的窩輪,還有大眾的TSI雙增壓技術(shù),保時(shí)捷的VTG可變渦輪幾何葉片技術(shù)、給窩輪裝上變速器改變窩輪轉(zhuǎn)速的技術(shù)等。機(jī)械增壓器壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來自引擎曲軸,一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪,間接將曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)的扭力帶動(dòng)增壓器,達(dá)到增壓目的。依構(gòu)造不同,機(jī)械增壓會(huì)經(jīng)出現(xiàn)過許多種類,包括葉片式(Vane)、魯氏(Roots)、溫克爾(Wankle)等型式,而活塞運(yùn)動(dòng)最早也被認(rèn)為是一種機(jī)械增壓,時(shí)至今日,則以魯氏增壓器最被廣泛使用,更是改裝的大熱門。魯氏增壓器有雙葉與三葉轉(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(gè)繭形的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子之間保有極小的間隙而不直接相連,藉由螺旋齒輪連動(dòng),其中一個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)的皮帶輪連結(jié),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(shí)即放開離合器以停止增壓,離合器則由計(jì)算機(jī)控制以達(dá)到省油的目的。機(jī)械增壓的優(yōu)點(diǎn):除了在低轉(zhuǎn)速便可獲得增壓外,增壓的動(dòng)力輸出也與曲軸轉(zhuǎn)速成一定的比例,即機(jī)械增壓引擎的油門反應(yīng)隨著轉(zhuǎn)速的提高,動(dòng)力輸出隨之增強(qiáng),因此機(jī)械增壓引擎的操作感覺與自然氣極為相似,卻能擁有較大的馬力與扭力。缺點(diǎn)在于始終是損耗了引擎本身的動(dòng)力,在高轉(zhuǎn)時(shí)效率沒有turbo高等。所以大眾的GOLF GT上就采用了TSI雙增壓技術(shù),一臺(tái)引擎上同時(shí)裝備兩種增壓器,吸取兩種增壓方式的優(yōu)點(diǎn),使得1.4的引擎能有2.0引擎的功率,但制造比較復(fù)雜,成本較高,還沒有被廣泛使用。
無論是賽車場或是改裝車間,增壓器都是我們經(jīng)常接觸的字眼,它們仿佛是支興奮針劑,一提起就令人熱血沸騰,讓人聯(lián)想到狂暴的四驅(qū)加速動(dòng)力與激射而出的快感。日前在與一改裝發(fā)燒友交流時(shí)發(fā)現(xiàn),即使是此類車迷似乎也只是知曉而談不上精通。在增壓器家族中有兩員大將——機(jī)械增壓與渦輪增壓,它們的差別在哪,它們是如何運(yùn)作的,它們之間又有何關(guān)聯(lián)呢?本期我們將請常年駕駛Turbo賽車的嘉賓為讀者們做詳細(xì)介紹。 機(jī)械增壓,此類增壓器是以不增加引擎排氣量為前提,使動(dòng)力輪輸出提升的方法。是直接利用引擎出力來驅(qū)動(dòng)增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內(nèi)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(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。最早的增壓器全部都是機(jī)械增壓,在剛發(fā)明時(shí)被稱超級(jí)增壓器(Supercharge),后來渦輪增壓發(fā)明之后為了區(qū)隔兩者。起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger,機(jī)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了! 機(jī)械增壓器壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來自引擎曲軸,一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪,間接將曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)的扭力帶動(dòng)增壓器,達(dá)到增壓目的。依構(gòu)造不同,機(jī)械增壓會(huì)經(jīng)出現(xiàn)過許多種類,包括葉片式(Vane)、魯氏(Roots)、溫克爾(Wankle)等型式,而活塞運(yùn)動(dòng)最早也被認(rèn)為是一種機(jī)械增壓,時(shí)至今日,則以魯氏增壓器最被廣泛使用,更是改裝的大熱門。魯氏增壓器有雙葉與三葉轉(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(gè)繭形的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子之間保有極小的間隙而不直接相連,藉由螺旋齒輪連動(dòng),其中一個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)的皮帶輪連結(jié),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(shí)即放開離合器以停止增壓,離合器則由計(jì)算機(jī)控制以達(dá)到省油的目的。機(jī)械增壓的特征,除了在低轉(zhuǎn)速便可獲得增壓外,增壓的動(dòng)力輸出也與曲軸轉(zhuǎn)速成一定的比例,即機(jī)械增壓引擎的油門反應(yīng)隨著轉(zhuǎn)速的提高,動(dòng)力輸出隨之增強(qiáng),因此機(jī)械增壓引擎的操作感覺與自然氣極為相似,卻能擁有較大的馬力與扭力。 渦輪增壓原理利用引擎運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所排出來的廢氣,用廢氣來轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪增壓器中的排氣側(cè)轉(zhuǎn)子,而排氣側(cè)轉(zhuǎn)子與進(jìn)氣側(cè)轉(zhuǎn)子(Compressor)是同軸異室,當(dāng)Turbine轉(zhuǎn)子達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)(約12000rpm左右)它帶動(dòng)另一側(cè)的Compressor,使Compressor轉(zhuǎn)子引進(jìn)外來的新鮮空氣,經(jīng)過壓縮倒入進(jìn)氣歧管內(nèi),因此Turbo車的進(jìn)氣是非自然方式,是經(jīng)過"吸進(jìn)來,再壓縮"所以空氣壓力是大于大氣壓力的。渦輪增壓由于是超高轉(zhuǎn)速地運(yùn)轉(zhuǎn)軸承,隨之而來的高溫排除或增壓過度的泄壓就是關(guān)鍵。目前常用的就是機(jī)油導(dǎo)入來潤滑與冷卻軸承,也有用水冷式的。而過高的增壓對引擎的壓縮行程與動(dòng)力(爆炸)行程發(fā)生時(shí)會(huì)造成傷害,所以,有機(jī)械式地用空氣壓力作為開關(guān)或電子式地用計(jì)算機(jī)直接控制泄放壓力的動(dòng)作。
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,即表明該車采用的發(fā)動(dòng)機(jī)是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。 渦輪增壓器實(shí)際上是尸種空氣壓縮機(jī),通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng) 機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動(dòng)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(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。 渦輪增壓器的最大優(yōu)點(diǎn)是能在不加大發(fā)動(dòng)機(jī)排量就能較大幅度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭力,一般而言,加裝增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩要增大20%—30%。渦輪增壓器的缺點(diǎn)是滯后,即由于葉輪的慣性作用對油門驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩,使發(fā)動(dòng)機(jī)延遲增加或減少輸出功率,這對于要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會(huì)有點(diǎn)提不上勁的感覺。 機(jī)械增壓 (Super Charger) 針對自然進(jìn)氣(NA)引擎在高轉(zhuǎn)速區(qū)域會(huì)出現(xiàn)進(jìn)氣效率低落的問題,從最基本的關(guān)鍵點(diǎn)著手,也就是想辦法提升進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣壓力,以克服氣門干涉阻力,雖然進(jìn)氣歧管、氣門、凸輪軸的尺寸不變,但由于進(jìn)氣壓力增加的結(jié)果,讓每次氣門開啟時(shí)間內(nèi)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(qiáng)大,這就是增壓(Charge)的基本原理。 渦輪增壓 VS 機(jī)械增壓 簡單來說,一具引擎會(huì)不停運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動(dòng)力,是因?yàn)槠瓦M(jìn)入燃燒室,與空氣混合形成油氣混合物后由火花塞點(diǎn)燃,燃燒中產(chǎn)生的壓力推動(dòng)活塞產(chǎn)生動(dòng)力,最后燃燒后的廢氣經(jīng)由排氣閘門排出外界,然后循環(huán)造成的. 這個(gè)過程可分為四部分(即Otto-Cycle) 1.進(jìn)氣沖程 2.壓縮沖程 3.燃燒(或動(dòng)力)沖程 4.排氣沖程 具體的大家可參照初中物理課本(如果你們還有的話:P),在這里就不詳細(xì)說明了.值得一提的是轉(zhuǎn)子引擎,它也是在這個(gè)Otto-Cycle的規(guī)范而設(shè)計(jì)的引擎,但它的機(jī)械構(gòu)造和其它的有很大不同,使得它能以小的排量產(chǎn)生大的動(dòng)力. 如何提高引擎的效率呢?根據(jù)能量守恒定律,要增加引擎的效率,只能是用更多的能量了-進(jìn)氣,壓縮,燃燒,排氣-工程師能做的也就是改進(jìn)這四個(gè)部分.其中,TURBO 和 Super Charger都是針對’進(jìn)氣’這個(gè)環(huán)節(jié)而設(shè)計(jì)的(其它除了排氣外,沒什么能大改的了,效果也不大). TURBO是利用排氣沖程所排放的廢氣,轉(zhuǎn)動(dòng)它的Turbine(排氣轉(zhuǎn)子),?Turbine到達(dá)一定轉(zhuǎn)速時(shí),它帶動(dòng)進(jìn)氣轉(zhuǎn)子(Compressor)-兩者是同軸異室的-,強(qiáng)行吸進(jìn)額外的空氣,所以普通引擎叫Natural aspiration(NA,自然進(jìn)氣),因?yàn)門URBO是"不自然"進(jìn)氣的,哈哈. Super Charger: Super Charger和TURBO的不同之處是,它的進(jìn)氣轉(zhuǎn)子是經(jīng)由皮帶,直接由引擎曲軸驅(qū)動(dòng),所以,對比TURBO,它是"all the way(全程增壓)",只要引擎一發(fā)動(dòng)就有作用. 好了,我們開始對比一下兩者的利弊吧: -價(jià)格: 在同一具引擎上,兩者差別不大(這是指一般的產(chǎn)品,同增壓性能而言,超高性能的則很難比較),所以價(jià)格通常不在考慮之列. -效率: 這是TURBO最大優(yōu)點(diǎn),因?yàn)門URBO只是由廢氣驅(qū)動(dòng),相對比要由引擎驅(qū)動(dòng)的Super Charger,它不用浪費(fèi)部分引擎動(dòng)力,也較經(jīng)濟(jì)省油. -延遲: 這是TURBO最大缺點(diǎn)(有名的TURBO Lag,渦輪遲滯效應(yīng)),也是Super Charger的最大優(yōu)點(diǎn),因?yàn)橐鹊絋URBO的Turbine到達(dá)一定轉(zhuǎn)速時(shí)(大概12000RPM)才能啟動(dòng)Compressor工作,盡管所需時(shí)間很短,但是對于駕駛者來說,是很不舒服的感覺,試想,當(dāng)你重踩油門過了1-2秒車子才突然沖出去,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(huì)有任何的延遲. -散熱: 因?yàn)門URBO的Compressor是在排氣管里面(很熱很熱的地方!)的,加上它超高速的運(yùn)轉(zhuǎn)軸承(12000RPM以上耶!),由此而來的高溫高壓是不可避免的,因此需要采取如機(jī)油冷卻/水冷卻,機(jī)械開關(guān)/電腦泄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(中央冷卻器)裝置.因?yàn)楦嗟目諝獗粔嚎s后,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.對于Super Charger問題就小多了,一般來說boost level(中文不知怎么翻譯,增壓級(jí)數(shù)?)在10psi(Pounds per Square Inch,磅/平方英寸)以下的是不用Intercooler的. -噪音: TURBO的構(gòu)造決定了它所產(chǎn)生的噪音是小于Super Charger的,因?yàn)門URBO安于排氣管的Turbine起到了消聲的作用,而Super Charger...有些夸張的更將整套裝置外露于引擎蓋上方(參看FAST&FURIOUS-速度與激情里的那輛黑色Dodge Charger...),非常吵,但是很多人就是喜歡! 動(dòng)力輸出: 總體來說TURBO占優(yōu),Peak Power(峰值功率)TURBO要強(qiáng)于Super Charger,但高功率TRURBO需要改裝引擎的其它部分. -安裝: TURBO較復(fù)雜,因?yàn)橐胁糠忠b入排氣系統(tǒng)里面,還得加Intercooler什么的. -穩(wěn)定性: 一般來說Super Charger較好,TURBO車在熄火以后排氣管的轉(zhuǎn)子有可能因?yàn)槿匀贿^熱產(chǎn)生很多問題,在此不多說.
是有危害的,你的發(fā)動(dòng)機(jī)承受的了嗎?增壓發(fā)動(dòng)機(jī)要求的缸體比較厚,你的普通缸體未必承受的了過高的壓強(qiáng),會(huì)毀掉你的發(fā)動(dòng)機(jī)!兄才是汽車行業(yè)的專家的話,我們沒你厲害;如果你不是,你就沒必要弄這些,你弄個(gè)渦輪或者機(jī)械增壓進(jìn)去,就算你成功了,你覺得就可以了嗎?你的底盤、變速箱、車架能不能承受更大的動(dòng)力你想過嗎?你覺得性能車就是加個(gè)渦輪或者機(jī)械增壓?如果有資金,你可以直接買帶渦輪或者機(jī)械增壓的車子。
同等排量下,NOS成本最高。不僅僅包括氣瓶、氧化二氮和進(jìn)氣系統(tǒng)的費(fèi)用,NOS對引擎造成的巨大損傷導(dǎo)致的額外維修、保養(yǎng)費(fèi)用也是非常高昂的。渦輪增壓其次,機(jī)械增壓最低。但是機(jī)械增壓有一個(gè)致命弱點(diǎn),燒油比較快。如果油錢再往上漲,加上使用時(shí)間一長,成本超越相對省油的渦輪增壓也是有可能的。
1. 汽車改裝中的,渦輪增壓與機(jī)械增壓的區(qū)別:(1)兩種增壓方式各有好處也各有缺點(diǎn),以渦輪增壓來說,理論上,是要?dú)飧妆倔w當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí),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(shù)量,增壓力道幾乎可以無限制增加。(2)相對于渦輪增壓車,機(jī)械增壓車就簡單許多,原則上只要引擎在運(yùn)轉(zhuǎn),機(jī)械增壓就自然而然的產(chǎn)生,引擎轉(zhuǎn)速越高加壓力度就越大,好處就是沒有渦輪增壓所產(chǎn)生的那種遲滯現(xiàn)象,加速感受相當(dāng)線性化,與自然吸氣引擎差別不大,但缺點(diǎn)是機(jī)械增壓器靠皮帶帶動(dòng),驅(qū)動(dòng)力還是引擎,因此不利于油耗表現(xiàn)。2. 機(jī)械增壓器是以不增加引擎排氣量為前提,使動(dòng)力輪輸出提升的方法。是直接利用引擎出力來驅(qū)動(dòng)增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內(nèi)以提高引擎的輸出功率。3. 渦輪增壓則是利用引擎的廢氣排放來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。最早的增壓器全部都是機(jī)械增壓,在剛發(fā)明時(shí)被稱超級(jí)增壓器(Supercharge),后來渦輪增壓發(fā)明之后為了區(qū)隔兩者,渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger,機(jī)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。
無論是賽車場或是改裝車間,增壓器都是我們經(jīng)常接觸的字眼,它們仿佛是支興奮針劑,一提起就令人熱血沸騰,讓人聯(lián)想到狂暴的四驅(qū)加速動(dòng)力與激射而出的快感。日前在與一改裝發(fā)燒友交流時(shí)發(fā)現(xiàn),即使是此類車迷似乎也只是知曉而談不上精通。在增壓器家族中有兩員大將——機(jī)械增壓與渦輪增壓,它們的差別在哪,它們是如何運(yùn)作的,它們之間又有何關(guān)聯(lián)呢?本期我們將請常年駕駛Turbo賽車的嘉賓為讀者們做詳細(xì)介紹。 機(jī)械增壓,此類增壓器是以不增加引擎排氣量為前提,使動(dòng)力輪輸出提升的方法。是直接利用引擎出力來驅(qū)動(dòng)增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內(nèi)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(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。最早的增壓器全部都是機(jī)械增壓,在剛發(fā)明時(shí)被稱超級(jí)增壓器(Supercharge),后來渦輪增壓發(fā)明之后為了區(qū)隔兩者。起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger,機(jī)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了! 機(jī)械增壓器壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來自引擎曲軸,一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪,間接將曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)的扭力帶動(dòng)增壓器,達(dá)到增壓目的。依構(gòu)造不同,機(jī)械增壓會(huì)經(jīng)出現(xiàn)過許多種類,包括葉片式(Vane)、魯氏(Roots)、溫克爾(Wankle)等型式,而活塞運(yùn)動(dòng)最早也被認(rèn)為是一種機(jī)械增壓,時(shí)至今日,則以魯氏增壓器最被廣泛使用,更是改裝的大熱門。魯氏增壓器有雙葉與三葉轉(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(gè)繭形的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子之間保有極小的間隙而不直接相連,藉由螺旋齒輪連動(dòng),其中一個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)的皮帶輪連結(jié),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(shí)即放開離合器以停止增壓,離合器則由計(jì)算機(jī)控制以達(dá)到省油的目的。機(jī)械增壓的特征,除了在低轉(zhuǎn)速便可獲得增壓外,增壓的動(dòng)力輸出也與曲軸轉(zhuǎn)速成一定的比例,即機(jī)械增壓引擎的油門反應(yīng)隨著轉(zhuǎn)速的提高,動(dòng)力輸出隨之增強(qiáng),因此機(jī)械增壓引擎的操作感覺與自然氣極為相似,卻能擁有較大的馬力與扭力。 渦輪增壓原理利用引擎運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所排出來的廢氣,用廢氣來轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪增壓器中的排氣側(cè)轉(zhuǎn)子,而排氣側(cè)轉(zhuǎn)子與進(jìn)氣側(cè)轉(zhuǎn)子(Compressor)是同軸異室,當(dāng)Turbine轉(zhuǎn)子達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)(約12000rpm左右)它帶動(dòng)另一側(cè)的Compressor,使Compressor轉(zhuǎn)子引進(jìn)外來的新鮮空氣,經(jīng)過壓縮倒入進(jìn)氣歧管內(nèi),因此Turbo車的進(jìn)氣是非自然方式,是經(jīng)過"吸進(jìn)來,再壓縮"所以空氣壓力是大于大氣壓力的。渦輪增壓由于是超高轉(zhuǎn)速地運(yùn)轉(zhuǎn)軸承,隨之而來的高溫排除或增壓過度的泄壓就是關(guān)鍵。目前常用的就是機(jī)油導(dǎo)入來潤滑與冷卻軸承,也有用水冷式的。而過高的增壓對引擎的壓縮行程與動(dòng)力(爆炸)行程發(fā)生時(shí)會(huì)造成傷害,所以,有機(jī)械式地用空氣壓力作為開關(guān)或電子式地用計(jì)算機(jī)直接控制泄放壓力的動(dòng)作。
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,即表明該車采用的發(fā)動(dòng)機(jī)是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。 渦輪增壓器實(shí)際上是尸種空氣壓縮機(jī),通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng) 機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動(dòng)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(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。 渦輪增壓器的最大優(yōu)點(diǎn)是能在不加大發(fā)動(dòng)機(jī)排量就能較大幅度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭力,一般而言,加裝增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩要增大20%—30%。渦輪增壓器的缺點(diǎn)是滯后,即由于葉輪的慣性作用對油門驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩,使發(fā)動(dòng)機(jī)延遲增加或減少輸出功率,這對于要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會(huì)有點(diǎn)提不上勁的感覺。 機(jī)械增壓 (Super Charger) 針對自然進(jìn)氣(NA)引擎在高轉(zhuǎn)速區(qū)域會(huì)出現(xiàn)進(jìn)氣效率低落的問題,從最基本的關(guān)鍵點(diǎn)著手,也就是想辦法提升進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣壓力,以克服氣門干涉阻力,雖然進(jìn)氣歧管、氣門、凸輪軸的尺寸不變,但由于進(jìn)氣壓力增加的結(jié)果,讓每次氣門開啟時(shí)間內(nèi)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(qiáng)大,這就是增壓(Charge)的基本原理。 渦輪增壓 VS 機(jī)械增壓 簡單來說,一具引擎會(huì)不停運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動(dòng)力,是因?yàn)槠瓦M(jìn)入燃燒室,與空氣混合形成油氣混合物后由火花塞點(diǎn)燃,燃燒中產(chǎn)生的壓力推動(dòng)活塞產(chǎn)生動(dòng)力,最后燃燒后的廢氣經(jīng)由排氣閘門排出外界,然后循環(huán)造成的. 這個(gè)過程可分為四部分(即Otto-Cycle) 1.進(jìn)氣沖程 2.壓縮沖程 3.燃燒(或動(dòng)力)沖程 4.排氣沖程 具體的大家可參照初中物理課本(如果你們還有的話:P),在這里就不詳細(xì)說明了.值得一提的是轉(zhuǎn)子引擎,它也是在這個(gè)Otto-Cycle的規(guī)范而設(shè)計(jì)的引擎,但它的機(jī)械構(gòu)造和其它的有很大不同,使得它能以小的排量產(chǎn)生大的動(dòng)力. 如何提高引擎的效率呢?根據(jù)能量守恒定律,要增加引擎的效率,只能是用更多的能量了-進(jìn)氣,壓縮,燃燒,排氣-工程師能做的也就是改進(jìn)這四個(gè)部分.其中,TURBO 和 Super Charger都是針對’進(jìn)氣’這個(gè)環(huán)節(jié)而設(shè)計(jì)的(其它除了排氣外,沒什么能大改的了,效果也不大). TURBO是利用排氣沖程所排放的廢氣,轉(zhuǎn)動(dòng)它的Turbine(排氣轉(zhuǎn)子),?Turbine到達(dá)一定轉(zhuǎn)速時(shí),它帶動(dòng)進(jìn)氣轉(zhuǎn)子(Compressor)-兩者是同軸異室的-,強(qiáng)行吸進(jìn)額外的空氣,所以普通引擎叫Natural aspiration(NA,自然進(jìn)氣),因?yàn)門URBO是"不自然"進(jìn)氣的,哈哈. Super Charger: Super Charger和TURBO的不同之處是,它的進(jìn)氣轉(zhuǎn)子是經(jīng)由皮帶,直接由引擎曲軸驅(qū)動(dòng),所以,對比TURBO,它是"all the way(全程增壓)",只要引擎一發(fā)動(dòng)就有作用. 好了,我們開始對比一下兩者的利弊吧: -價(jià)格: 在同一具引擎上,兩者差別不大(這是指一般的產(chǎn)品,同增壓性能而言,超高性能的則很難比較),所以價(jià)格通常不在考慮之列. -效率: 這是TURBO最大優(yōu)點(diǎn),因?yàn)門URBO只是由廢氣驅(qū)動(dòng),相對比要由引擎驅(qū)動(dòng)的Super Charger,它不用浪費(fèi)部分引擎動(dòng)力,也較經(jīng)濟(jì)省油. -延遲: 這是TURBO最大缺點(diǎn)(有名的TURBO Lag,渦輪遲滯效應(yīng)),也是Super Charger的最大優(yōu)點(diǎn),因?yàn)橐鹊絋URBO的Turbine到達(dá)一定轉(zhuǎn)速時(shí)(大概12000RPM)才能啟動(dòng)Compressor工作,盡管所需時(shí)間很短,但是對于駕駛者來說,是很不舒服的感覺,試想,當(dāng)你重踩油門過了1-2秒車子才突然沖出去,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(huì)有任何的延遲. -散熱: 因?yàn)門URBO的Compressor是在排氣管里面(很熱很熱的地方!)的,加上它超高速的運(yùn)轉(zhuǎn)軸承(12000RPM以上耶!),由此而來的高溫高壓是不可避免的,因此需要采取如機(jī)油冷卻/水冷卻,機(jī)械開關(guān)/電腦泄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(中央冷卻器)裝置.因?yàn)楦嗟目諝獗粔嚎s后,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.對于Super Charger問題就小多了,一般來說boost level(中文不知怎么翻譯,增壓級(jí)數(shù)?)在10psi(Pounds per Square Inch,磅/平方英寸)以下的是不用Intercooler的. -噪音: TURBO的構(gòu)造決定了它所產(chǎn)生的噪音是小于Super Charger的,因?yàn)門URBO安于排氣管的Turbine起到了消聲的作用,而Super Charger...有些夸張的更將整套裝置外露于引擎蓋上方(參看FAST&FURIOUS-速度與激情里的那輛黑色Dodge Charger...),非常吵,但是很多人就是喜歡! 動(dòng)力輸出: 總體來說TURBO占優(yōu),Peak Power(峰值功率)TURBO要強(qiáng)于Super Charger,但高功率TRURBO需要改裝引擎的其它部分. -安裝: TURBO較復(fù)雜,因?yàn)橐胁糠忠b入排氣系統(tǒng)里面,還得加Intercooler什么的. -穩(wěn)定性: 一般來說Super Charger較好,TURBO車在熄火以后排氣管的轉(zhuǎn)子有可能因?yàn)槿匀贿^熱產(chǎn)生很多問題,在此不多說.
是有危害的,你的發(fā)動(dòng)機(jī)承受的了嗎?增壓發(fā)動(dòng)機(jī)要求的缸體比較厚,你的普通缸體未必承受的了過高的壓強(qiáng),會(huì)毀掉你的發(fā)動(dòng)機(jī)!兄才是汽車行業(yè)的專家的話,我們沒你厲害;如果你不是,你就沒必要弄這些,你弄個(gè)渦輪或者機(jī)械增壓進(jìn)去,就算你成功了,你覺得就可以了嗎?你的底盤、變速箱、車架能不能承受更大的動(dòng)力你想過嗎?你覺得性能車就是加個(gè)渦輪或者機(jī)械增壓?如果有資金,你可以直接買帶渦輪或者機(jī)械增壓的車子。
同等排量下,NOS成本最高。不僅僅包括氣瓶、氧化二氮和進(jìn)氣系統(tǒng)的費(fèi)用,NOS對引擎造成的巨大損傷導(dǎo)致的額外維修、保養(yǎng)費(fèi)用也是非常高昂的。渦輪增壓其次,機(jī)械增壓最低。但是機(jī)械增壓有一個(gè)致命弱點(diǎn),燒油比較快。如果油錢再往上漲,加上使用時(shí)間一長,成本超越相對省油的渦輪增壓也是有可能的。
1. 汽車改裝中的,渦輪增壓與機(jī)械增壓的區(qū)別:(1)兩種增壓方式各有好處也各有缺點(diǎn),以渦輪增壓來說,理論上,是要?dú)飧妆倔w當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí),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(shù)量,增壓力道幾乎可以無限制增加。(2)相對于渦輪增壓車,機(jī)械增壓車就簡單許多,原則上只要引擎在運(yùn)轉(zhuǎn),機(jī)械增壓就自然而然的產(chǎn)生,引擎轉(zhuǎn)速越高加壓力度就越大,好處就是沒有渦輪增壓所產(chǎn)生的那種遲滯現(xiàn)象,加速感受相當(dāng)線性化,與自然吸氣引擎差別不大,但缺點(diǎn)是機(jī)械增壓器靠皮帶帶動(dòng),驅(qū)動(dòng)力還是引擎,因此不利于油耗表現(xiàn)。2. 機(jī)械增壓器是以不增加引擎排氣量為前提,使動(dòng)力輪輸出提升的方法。是直接利用引擎出力來驅(qū)動(dòng)增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內(nèi)以提高引擎的輸出功率。3. 渦輪增壓則是利用引擎的廢氣排放來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。最早的增壓器全部都是機(jī)械增壓,在剛發(fā)明時(shí)被稱超級(jí)增壓器(Supercharge),后來渦輪增壓發(fā)明之后為了區(qū)隔兩者,渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger,機(jī)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。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的改装机械增压利弊是什么的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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