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机械增压

  机械增压器(Super Charge)之构造
  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(Super Charge)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,基础特性为:
   引擎rpm X(R1/R2)= 增压器叶片之rpm
   R1 引擎皮带盘之半径
   R2 机械增压器皮带盘之半径
  由于各类引擎的皮带盘尺寸差异不大,同时受限于引擎安装空间,因此机械增压器的工作转速远低于30,000rpm,与涡轮增压器经常处于100,000rpm以上超高转域的情形相去甚远,同时机械增压器转速是完全连动于引擎转速,两者呈现平起平坐的现象,形成一组稳定之等差数线,而且增压器与引擎之间会互相影响,当一方运转受阻的时候,必定会藉由皮带传输而影响另一方的运作,这就是机械增压器的特性。 由于制造成本的限制,市售车辆的引擎最高转速多半维持在7500rpm以下,理想的机械增压器应该在1000rpm-7500rpm的引擎工作区域之内,产生一足够且稳定之增压值,让引擎输出提升20-40%,因此机械增压器必须在低转速就产生增压效应,通常引擎一脱离怠速区域,在1000rpm-1300rpm即能带动机械增压器产生增压效果,并延续至引擎最高转速,因此整体增压曲线是呈现一缓步上升之平滑曲线,经由供油程序与泄压阀的调整,即可达成“高原型”引擎输出功率曲线的目标。


  不过看似完美无缺的机械增压系统,却有一个小问题存在,由于机械增压器的动力来源完全依靠引擎带动,而引擎的负担越轻,转速提升就越快,这就是为什么比赛用房车都事先拆除冷气压缩机的原因,若是方程式(formula)赛车,甚至连激活马达、机油帮浦都改成外部连接,以减少对引擎造成的负担,因此增压器本身的运转阻力必须越小越好,才不会拖累引擎的工作效率。
然而增压器产生的能量(增压值)与阻力成正比关系,如果一味追求增压值,虽然引擎输出的能量大增,但是相对的增压器内部叶片受风阻力也会升高,当阻力达到某一界限时,增压器本身的阻力会让引擎承受极大的负担,严重影响引擎转速的提升,因此设计师必须在增压值与引擎负担之间取得妥协,以避免高增压系统带来的负面效应。 
 

机械增压的种类
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。


基本式机械增压(Roots Superchargers):你经常能在60到70年代的肌肉车上看到看到这东西,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。


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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