当前位置: 剪切机械 >> 剪切机械介绍 >> 曾经大名鼎鼎的机械增压是如何一步步走下神
谈起机械增压相信很多车友都有所了解,昔日也算大名鼎鼎,被誉为只会在高端车上配备的技术。而如今市面上搭载机械增压的车子寥寥无几,而即便搭载也仅仅是以与涡轮系统组成双增压的形式存在。而如今只配备机械增压的发动机太少见了。
实际上导致机械增压系统逐渐凋零的原因很简单,其一自身潜力的不足,其二内燃机小排量化的趋势把机械增压潜力不足的问题放到了台面。其三从一开始机械增压就没能完成规模化普及,即便是现如今能做机械增压套件的也仅仅是那么几家厂商,成本始终居高不下。综上所述使得在增压博弈中,机械增压很快败下阵来。
工业产品难分好坏、对错,关键在于适合、合适其实任何工业产品都不能单一的用好与坏去评价,因为都有优点、也都有缺点。真正成就机械增压的并不是高端车,而是大排量的自然吸气发动机。因为大排量发动机可以很好的掩饰机械增压系统潜力弱的短板,比如一台额定功率匹的V8发动机通过机械增压可以提高到-匹。马力提升匹左右,这并不难。
而如果是将一台马力不足匹的2.0L,提升到00匹呢?若只靠机械增压根本做不到的,但关键是市面上大多数车型都是小排量,如何去给小排量的自吸发动机大幅度的提高功率?这就变成了核心问题。所以机械增压本身就受到内燃机排量的限制,大排量机型的普及才是机械增压最后的生存底线。而如今即便是大排量发动机也更多在用涡轮增压。所以如今的机械增压已经不再适合如今的发动机了。
为什么都说机械增压潜力小?原理很简单,因为机械增压器是靠发动机曲轴来驱动,如上图所示发动机曲轴通过皮带来传动增压器。如此一来机械增压器的运转就等同于消耗发动机自身的动能,这注定了机械增压器所能提供的压力很小。如果不能理解可以换个角度,比如我们夏天手里拿个扇子扇风,轻轻扇几下可以感觉清凉。但如果是剧烈扇风,不仅不会感觉凉爽反而会更热,因为驱动扇子时让身体做了更多的功散发了更多的热。
发动机做功驱动车轮,在机械增压器大量消耗动能后、会对轮上造成影响,所以高功率机械增压=与车轮抢动能,既然如此那就没必要了。涡轮增压系统靠什么运转?依靠废气驱动,确切的说是依靠废气中的“热”来驱动。夹杂大量热的废气总是要排放的,对于一辆车的运行而言这部分能量已经没有太大的作用(热能回收是另外的话题)。如此一来,利用废气推动涡轮运转=废物利用,所以涡轮增压几乎不受排量制约。
也就是说无论是小排量还是大排量,合理使用适合它的涡轮增压系统,都会得到预期的结果。比如在日本很流行的K-car,排量仅有0.66L,但几乎都上涡轮增压,依然能很好的改善低扭、提高功率。但上个机械增压可行么?也可行,但性能的提高感受不明显、账面数据也不够惊艳。比如60匹马力的机器上个机械增压,马力提高到70匹,花不少的金钱收益10匹马力,划算么?厂家难以承受而消费者也不会为这10匹马力花上万元去买单的。
同理给这台机器上个涡轮增压器,马力可轻松提高到80匹甚至更高,只要不考虑迟滞问题还可以更高、更高。厂家可以通过少量投入获得更多卖点,消费者也能通过更低的花费感受到更好的性能。所以涡轮增压迅速完成普及,而用机械增压的却越来越少。所以机械增压输在适应能力上,适应能力低决定了其难以大规模普及,不能大规模普及成本就居高不下。对于任何一个工业产品而言适应性差、成本高,这两个缺点同时出现几乎难以生存。
机械增压的平顺与涡轮增压的迟滞机械增压最大的优势就是不存在迟滞,原因很简单因为其运转依靠发动机曲轴,曲轴运转、增压器同步运转,只要皮带不打滑这种同步可时刻保持。所以机械增压可以理解为瞬态增压,而所谓的迟滞并非增压系统未增压,只是所增加的压力太小、没有让驾驶者所感受到。所以迟滞更多是指驾驶者感受方面的状态。谨记迟滞≠未增压。或只是压力小而未被感觉到罢了,单机械增压则很好的避免这个问题。
因为发动机的力量足够让它起步就转得足够快、足够有力而起到明显的增压效果并带给驾驶者直观的感受。而涡轮增压为什么会存在迟滞呢(实际上能消除感受,但理论上迟滞现象不可消除)?原因很简单,因为涡轮从静止到转得迅速、有力,是依靠废气去吹动的。废气并不能一开始就让叶轮转得飞快有力,总存在个起步过程。这就好比我们吹动纸风车。
风车的转速与转动惯量总是收到我们吹气力道的影响,而由于气体的特性总会慢上小半拍。当然如今的增压器惯量小,这种迟滞问题在宏观上可消除,但微观上气体推动迟滞的问题是乐观存在并不能完全消除的。但更大的排气量可将迟滞感受完全消除,这就好比一个成年人去吹一个很小的纸风车,立刻能转得飞快,这就是如今增压车的理念。用2.0L自吸去推个很小的风车,低扭、响应都很理想,但失去的则是高功率的结果。
比如如EVO、STI这类车2.0L配个大涡轮,马力是能突破00匹,但迟滞很明显。原因很简单,这就等于让一个小孩去吹动一个很大的纸风车,能一瞬间就转得飞快?显然是做不到的,只能不停的吹动、风车才能逐渐越来越快,而这个过程就是迟滞过程。不能在一瞬间达到预期转速。当年的增压发动机迟滞严重,理念上是追求更高的马力。而如今则是更理性、直接的改善低扭,也就是大机器带个小涡轮,轻轻一吹就转得飞快。迟滞问题也就感觉不到了。
现存的机械增压现存的机械增压车型有两类,一类是美西大排量的肌肉车(如上图)。依然坚持机械增压的原因有两点,其一排量够大、其二肌肉车用机械增压早已成为文化与传统。这已经不再是好与坏能区分得的问题了,毕竟情怀是不能用对错区分的。而实际上采用涡轮增压会把性能提高的更极致,但这些对于依然保留纯美系风格的车型而言并不重要,粗旷劲爆才是意义。
另外一类则是与涡轮增压组成二级增压,利用机械增压无迟滞的特点增加低扭,提高驾驶者的驾驶感受。当需要更大功率时机械增压系统泄压,而大惯量涡轮开始提供强大的压力。因为大涡轮总是面临低转速迟滞的问题,但这种双增压系统可以解决,适合2.0或.0L的机器采用。当然用大、小两颗涡轮所组成的二级增压系统可起到同样的效果,这就要看厂家的想法了。如今机械增压已经不再是高端的代名词,如高端车型如BBA甚至是劳斯莱斯、宾利、法拉利等等,均大量使用涡轮增压。