「机械增压器&废气增压器」哪种更强？

Question

如题所述

Answer 1

内容概述：机械增压运行原理与缺点，废气增压全面胜出的原因。

「涡轮增压技术」不单纯指废气增压，增压的概念为压缩空气体积，提升等量空气中的氧浓度。燃烧的本质是碳氢化合物的氧化还原反应，固定量的燃油与越多的氧气在相同时间内反应，其反应过程中的强度（热能·扭矩）就会越大。

所以想要在不增加耗油量的基础上提升性能，或者在对性能要求不高的前提下降低油耗，唯一的方式就是【增压】。增压器说白了就是台空气压缩机，那么为什么只有废气涡轮技术成为主流了呢？

机械增压特点

增压标准低

增压损耗动力

普通的机械增压器会有0.5/1.0bar的压缩能力，这是相当低的标准。因为1bar等于空气压缩1倍，或者理解为把一升空气强行塞入另一团空气中但是体积不变。按照高标准计算机械增压器，其压缩后的空气氧浓度也只是≤31.425%的水平，也就等于增加了大约3.27×10^21个氧分子，这会有多大程度的提升呢？

普通的3.0T汽油涡轮增压发动机，动力储备往往有260kw/500N·m左右的动力储备；然而机械增压发动机却只有200kw/400N·m左右的性能，水平差异显然是非常大的。同样的压缩空气技术前者能实现更大的扭矩，按照（扭矩×转速÷9549×1.36＝马力）的公式正反推，正向理解是大扭矩实现了高性能，反向理解是低性能要求时能以更低的转速（油耗）实现相同的动力。

为什么机械增压器的效果这么差？原因在于增压器的动力源是发动机曲轴，是通过皮带与曲轴刚性连接，曲轴旋转则增压器旋转。发动机转速指的正是曲轴每分钟运转的频率，大部分代步汽车的转速都被限制在＜7000rpm的范围内，正常驾驶只是平均3000rpm左右。那么增压器以这么低的转速基数进行放大，涡轮转速能够有高呢？

机械增压器的转速很低，所以压缩空气的能力也就很差。同时在增压增扭的过程中还会消耗曲轴的转矩（扭矩），这就决定了增压效果会更差。很多人认为机械增压全时运转可以提升低转速区间的动力表现，然而这是对涡轮增压技术的不够了解才会有的误解！涡轮增压同样可以以非常低的转速介入运行，但是不会在怠速时也去增压与提升怠速转速，所以不论性能与油耗都会更低。

涡轮增压特点

利用内燃机运行产生的排气压力驱动涡轮运转，效率很高且没有增加多余功耗。

不论汽油机还是柴油机，在正常运行时的排气压力都会很大，如果尝试强行堵塞排气管尾喉再加油门的话，用很大的力量也难以堵得住。那么用这种高压气体驱动涡轮运转，其转速是不是能够轻松达到数万转呢？——废气增压器的压力可以达到1.5/3.0bar区间，增压增扭效果确实理想很多。

知识点1：废气增压迟滞吗？主流的1.5T/2.0T发动机，高效率的选项可以达到在1250转的标准即达到峰值扭矩，也就是增压器最大转速运行增压的状态。汽车起步时稍微碰一碰油门似乎也得超过这一标准吧，那么再说废气增压迟滞就不合理了。至于某些中大排量发动机的增压器看似迟滞，比如LTG高阶版2.0T为「200kw/400N·m」-2750~4000rpm，这种设定应该怎么理解呢？

知识点2：增压器能否从零转瞬间提升到数万甚至超过10万转？很显然这是绝对不可能的，涡轮的转速也是在线性的提升，提升的基础是发动机转速的提升（排气压力逐渐增加）。也就是说这台机器实际从1000转左右即可开始低转速运行，在1000~2750rpm区间为线性提升增压压力而不是没有运行，所以涡轮增压器其实并不迟滞。

知识点3：双涡轮增压器是目前最主流的高端组合！其概念是一组低惯量的低压力增压器在起步瞬间开始运转，而且能轻松的达到最高转速；随即在排气压力足够高之后再驱动另一组普通高惯量增压器同时运行，以此可以实现「1＋1＞2」的增压效果。参考上柴π系列双涡轮柴油机，其最大扭矩高达480N·m，这要比很多3.0T柴油机或3.0S汽油机的性能都要强，所以低转速限制后也能实现160kw的最大功率。

总结：涡轮增压器的效率与不增加能耗的优点，决定了高性能发动机或需要牵引力足够强的发动机都会选择这种技术。机械增压的效率不比优秀的电涡轮效果好多少但又会增加能耗，最终只剩下技术门槛低的优点了。

所以这种技术已经被淘汰，量产汽车中使用这种机器的汽车要按照【‰】的标准去淘，还有意义吗？

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