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解讀汽車增壓系統(上) 概述及種類
任飛
原創 · 0瀏覽·2011-07-26 11:26

對于廣大汽車愛好者來說,增壓,無疑是最讓人興奮的。將小排量引擎加以增壓器之后,動力會有非常明顯的提升。而增壓對發動機有怎樣的促進作用?機械增壓渦輪增壓,有什么樣的異同呢?

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我們之前介紹過壓縮比的意義,為了讓發動機努力工作,必須充分壓縮。而為了充分壓縮,也必須充分進氣。
拿一部2.0升四缸發動機舉例,曲軸每轉一圈會有兩個氣缸進氣,也就是1升。在每分鐘3000轉時,就需要進氣3立方米,每秒50升,相當于2.7個純凈水大桶的容積。這僅僅是2.0發動機在3000轉時的理論進氣量,更大排量,更高轉速下,流量會更大。但這些氣流要通過管徑只有杯子口那么大的進氣管道,并被一個刻薄的節氣門限制,在進入氣缸之前還要經過進氣門一關,所以真正進入汽缸的空氣,就沒有那么多了。

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圖中布加迪威龍的8.0T發動機,在6000轉時每分鐘進氣量高達24m3

例如,一般自然吸氣發動機在怠速時,節氣門只是微微打開一個角度(3-5°),進氣壓力在0.5bar左右(為方便解釋,我們使用更直觀的bar作為本篇壓力單位,1bar約等于1個大氣壓。進氣壓力值為節氣門與進氣歧管之間位置測量),即便是急加速時,節氣門開至很大位置為氣缸送氣,也不過0.8bar左右,平穩行駛時,進氣壓力又回到怠速水平,而高速區域時,進氣壓力會更低。這就表示自然吸氣發動機始終在低于大氣壓的“負壓”狀態下工作,沒有充分的空氣投入,自然不會有更好的動力產出。所以在不改變進氣情況,且保證合理工況的情況下,提高功率,一般做法就是提高壓縮比,或是增大排量。

然而壓縮比不能無限的提高,排量也與錢有關。因此,一種相對簡單且高效的方式——增壓技術,廣泛運用于發動機上。剛才講過,自然吸氣發動機進氣是不太順暢的,那么用一個增壓器,把空氣“打”到汽缸里,其結果自然很讓人滿意。

增壓對發動機的影響

在進氣壓力升高之后,輸入氣缸的空氣自然增加了一些,與空氣混合的燃油自然也就增加了。所以相比自然吸氣發動機,在基本不改變氣缸容積的情況下,增加一個增壓器,功率輸出就可以升高至1.5倍非增壓發動機的水平,而且扭矩也相應升高并且較早輸出且可以形成“高原型”的“扭矩平臺”,這要比增加排量實惠得多,而且因為發動機的重量沒有增加太多,操控性也得以保證。

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大眾的1.2T小排量增壓發動機

而且小排量增壓發動機和等功率的大排量非增壓發動機相比,發動機內部的摩擦損耗要少一些,并且最大扭矩輸出早一些,這樣的話,油耗會有一定優勢。

但是,因為進氣量增加了,所以在壓縮行程結束時,增壓發動機的缸內壓力要高出非增壓發動機很多,這就等同于“壓縮比”升高了,這對發動機的工況有很大的影響,所以同平臺的發動機,在加裝增壓器之后,壓縮比要調教的低一些,以保證在增壓之后,缸內壓力不會過高而發生“爆燃”的情況。

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在改裝領域,將自然吸氣發動機加裝增壓器時,應當增加燃燒室容積,以降低壓縮比
最直接的方法就是換裝更厚的缸墊

增壓種類和概述

我們經常在論壇和淘寶上,看到那種幾百塊錢的所謂的“汽車增壓器”,而且還虛擬車主安裝了該種增壓器并宣稱動力得到怎樣的提升……實際上這種“增壓器”是沒有效果的,是虛假的,是應該被“315”打掉的,即便有效果也是因為將進氣空濾簡化,讓阻力變小,這是是不負責任的,是對發動機有損害或隱患的,真正的汽車增壓器無外乎以下幾種。

渦輪增壓
渦輪增壓是目前最常見的一種增壓型式,其原理是用利用發動機尾氣的動能和內能,推動一個渦輪,并將與該渦輪相連的另一個渦輪,將空氣壓縮,吹入發動機氣缸。

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機械增壓
機械增壓是另一種常見形式,依然是使用氣泵將空氣壓入氣缸內。與渦輪增壓不同,機械增壓的氣泵不是利用汽車尾氣推動,而是直接使用發動機的動力,帶動壓氣機,輸出空氣。

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氣波增壓
氣波增壓是使用發動機做功后尾氣的動力,借助一系列由發動機帶動的轉子和定子的調節箱,直接將進氣壓縮輸入氣缸,但該種增壓形式噪音很大,增壓部件體積很大,通常只用于大型柴油機之上。所以民用汽車不常見。

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諧波增壓
與氣波增壓不同,諧波增壓與排氣無關,只是通過進氣管路的優化設計,將動態的進氣氣流調節出脈沖的效果,分別沖入各氣缸,比如豐田的ACIS就用了這種技術。另外,奔馳寶馬可變進氣歧管長度技術,也可以制造出與諧波增壓相近的效果。

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諧波增壓說起來很唬人,其實就是通過改善進氣歧管中氣流的慣性和反彈,形成進氣壓力

因為氣波增壓并不常見,諧波增壓的結構形式與實際效果也并不引人入勝,所以在下篇文章里會著重介紹渦輪增壓和機械增壓的一些知識。《

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2025/9/18 22:49:50
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