机械增压器工作原理

机械增压并不是依靠排出的废气能量来压缩空气的,而是通过一个机械式的空气压缩机与曲轴相连,通过发动机曲轴的动力带动空气压缩机旋转来压缩空气。压缩机是通过两个转子的相对旋转来压缩空气的。正因为需要通过曲轴转动的能量来压缩空气,所以机械增压会使发动机输出的动力有一定程度的损耗。


机械增压器工作原理

机械增压器工作原理

械增压器压缩机的驱动力来自发动机曲轴,一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮,间接将曲轴运转的扭力带动增压器,达到增压目的。

机械增压器是一种强制性容积置换泵,简称容积泵。
它跟涡轮增压器一样,可以增加进气管内的空气压力和密度,往发动机内压入更多的空气,使发动机每个循环可以燃烧更多的燃油,从而提高发动机的升功率和平均有效压力,使汽车动力性、燃油经济性和排放都得到改善。

机械增压器本质上是一台罗茨鼓风机,有两个转子,每个转子都扭转一定的角度,例如60度以形成一个螺旋。这两个转子都由发动机曲轴通过皮带驱动,与废气系统不相干。机械增压器跟曲轴之间存在固定的传动比。这两个相向旋转的转子各有若干个突齿,在工作时互相啮合。扭曲的转子跟特殊设计的进口和出口几何形状相结合,有助减少压力波动,使空气流动平稳,工作时噪声较低。这种设计也使其效率比传统的罗茨鼓风机为高。这种带有螺旋式转子和轴向进口的机械增压器可达到14,000r/min的转速,从而缩小了体积。它可利用出口法兰直接通过螺栓连接到进气管上去。机械增压器通过它的置换体积和皮带传动比来跟发动机相匹配,同时能够在任何发动机转速下提供过量的空气流。

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机械增压器工作原理



机械增压器的特性
机械增压器的特性刚好与涡轮增压器相反,由于机械增压器始终在“增压”,因此在发动机低转速时其转矩输出也十分出色。另外,由于空气压缩量完全是按照发动机转速线性上升的,整个发动机运转过程与自然吸气发动机极为相似,加速十分线性,没有涡轮增压发动机在涡轮介入那一刻的突然性,也没有涡轮增压发动机的低速迟滞。但由于高转速时机械增压器对发动机动力的损耗巨大,因此在高转速时其作用就不太明显。
机械增压器工作原理

机械增压器采用皮带与引擎曲轴皮带盘连接,利用引擎转速来带动机械增压器内部叶片,以产生增压空气送入引擎进气歧管内,整体结构相当简单,工作温度界于70℃-100℃,不同于涡轮增压器靠引擎排放的废气驱动,必须接触400℃-900℃的高温废气,因此机械增压系统对于冷却系统、润滑油脂的要求与NA自然进气引擎相同,机件保养程序大同小异。机械增压器(SuperCharge)之特性由于机械增压器采用皮带驱动的特性,因此增压器内部叶片转速与引擎转速是完全同步的。

机械增压器工作原理


奔驰E200K和C200K所使用的1.8L机械增压发动机


机械增压种类
离心式机械增压(Centrifugal Superchargers):

这种机械增压与涡轮增压很像,只不过它不是用发动机的废气驱动,而是用发动机的皮带带动。它和涡轮增压增压原理相同,吸入空气靠离心力把空气加压,以达到压缩空气的目的。

机械增压器工作原理

机械增压器工作原理



鲁兹式机械增压(Roots Superchargers):

你经常能在60到70年代的肌肉车上看到这东西,它从发动机盖上的突非常明显,正如图中这辆野马跑车一样。这种机械增压将空气吸入增压器内部,有两个螺旋状叶片将空气压缩,之后送到进气歧管里。这种机械增压能提供强大的扭矩输出。它在加速比赛和街道竞赛中十分流行。

机械增压器工作原理




螺旋式增压器(Screw Superchargers):
这个形式的增压器是基本型的派生出来的,而且也长得很像,但它们的吸气压缩方式却截然不同。当空气被吸入增压器时,被螺旋状叶片强压入进气歧管内。这种形式的增压器对于提升各个转速的马力都很有效


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