机械增压进化论

文：RP 摄影：图 鸣谢：-- 审编：健关键词： 机械增压 , supercharger , 强制进气

(一)

GM在量产跑车考维特上装载的LS9机械增压发动机。

一台往复式活塞内燃机的存在意义，就是吸，压，爆，排。而发动机的吸入的空气则是单纯的依靠活塞从上止点往下止点运动的过程中，所产生的压差来获取，这么看来，发动机获得空气的手段极其的单一，而且，这样的工作效率也并不是发动机本身所具有的，作为市面上大部分的发动机，汽油机也好，柴油机也好，空气这种平常看似微乎其微的东西对于每一次缸内爆燃后所产生动力的多少实在是太过于重要了。空气中，氧的含量只有仅仅的23%，而每分钟单靠压差来获得的空气总是有限的，不管你手中有台在赛道上疾驰的跑车，或是在野外征服各种复杂地形的越野车，你都希望当你的右脚踏在油门踏板上的时候，澎湃汹涌的动力则是发动机给你最直接的回馈。所以，在汽车工业发展的数百年历程上，无数的汽车工程师绞尽脑汁来让发动机在需要的时候获得更多的空气。

用在GM旗下土星2006款Ion上的Eaton鲁氏增压器。

离距第一台内燃机驱动车辆问世不到几十年的时候，德国工程师戴姆勒通过气泵工作原理的启发，发明了机械式增压。其实戴姆勒发明这个东西的初衷是很简单的，发动机需要大量的空气来提高燃烧性能，如果有一样东西在发动机进气部分能不断地吹入空气，就像一个气泵一样，往里送空气，那么发动机的燃烧性能肯定会得到提升，而这一点也在随后的实验中得到了验证，的确，发动机的工作性能因为这么一个泵而大大的提高了，而且在低转速的时候，工作状态极其明显。而这个泵的体积也不大，送空气的形式也貌似是由一个人的嘴在吹，所以，机械增压，很快在英文名中有了一个简单形象而且容积记住的名字---Blower。

1929年宾利的机械增压跑车。

机械增压的出现，标志着发动机由单纯的自然进气时代，进入了自然进气和强制进气共存的一个多元化时代，而在20世纪10-30年代，机械增压大规模应用在了各个品牌的车辆上，这一点是几十年后涡轮增压所不能媲美的一种市场效应。随着人们对于极限不断地挑战和追求，汽车爱好者们乐此不疲地寻找各种方式来提高汽车的极限。在第一台机械增压问世十几年后，美国人理查德维克，来自于美国宾夕法尼亚Pottstown，制造出了世界上第一台机械增压发动机赛车，这台赛车在当时跑出了每小时160公里的速度，让所有人叹为观止。

(二)

重度改装后参加0-400米直线赛的美国肌肉AMC，图中的庞然大物就是机械增压器。

正如刚才所说，机械增压就好比是一台气泵，不断地抽空气，然后送入发动机内，而驱动机械增压的形式也很直观，简单，发动机的曲轴作为一个伴随着发动机一起转动的东西，通过这个来驱动机械增压是再好不过的选择了，而且对于曲轴上动力的损耗，也是非常有限的，并不会影响到发动机的工作。而机械增压在随后的发展中，依靠着人类智慧的进步，进行了很多次的革新，以及延伸出了很多不同类型的机械增压。

机械增压分为两种形式：容积泵式和动压力式。

容积式泵可以再不同的速度下，在发动机每一次的循环中恒定压入接近等量的空气，换句简单的话来说，不管你的车速或发动机的转速，容积式压入的空气都是差不多的。而容积式通过发动机驱动，机械式地将空气一部分一部分的输送至发动机内。

很多厂家基于容积式泵的原理，也纷纷设计出了不同类型的容积式泵，通常我们在量产车和改装车上所常见的就是如下的几个不同的种类：

Roots-鲁氏

Lysholm Screw-另外一个名字就是双螺杆，twin-screwd

Sliding vane-叶片式

Scroll-type superchareged- G-Lader

Piston as in Bourke engine

Wankel Engine

鲁氏增压器内部转子的图形，蓝色箭头标志位空气进口，红色箭头连接处为发动机的进气歧管处。

(早期的双螺杆式机械增压器的转子图)

装配了Sprintex双螺杆机械增压的切诺基。

? 后三种比较不常见，多为制造工艺复杂，成本高，或是热效率低，工作形态不高。这里主要说前三种。

Roots，鲁氏机械增压

是一个比较常见，比较典型的外部压缩机。外部压缩是指空气在正常大气压下通过泵的形式传递到发动机内。如果发动机在运行状态中处于非压力下工作状态，那么，在进气歧管内的压力会高于来自机械增压的压力，这样会导致从发动机到机械增压的一个回流现象，而这个现象直到两端的压力平衡为止。这种回流通常用于压缩即将进入的气体，这是一个非常低效的过程，而鲁氏增压低效主要的因素就是在高压力时所产生的能量损失。而对于鲁氏增压来说，工作压力越低，那么动力损失就越小，换句话来说，鲁氏增压是一种很适合于低压差状态下工作的增压器。我们经常看到很多0-400米直线赛中，美国肌肉车