卡车小百科(20):机械增压,涡轮都得叫哥

【卡车之家 原创】在之前的文章《卡家小百科（7）：涡轮增压器如何工作?》中，我们对涡轮增压器的工作原理进行了简单的介绍。其实汽车的增压方式，除了涡轮增压外，还有机械增压。但机械增压器是什么原理，它如何工作呢？

今天的卡车小百科，就对机械增压器的工作方式进行简单的科普。

▎涡轮见了都得叫爷爷——机械增压

机械增压最早出现在1860年，由Philander和Francis Roots发明并申请了“鲁氏”机械增压专利技术。当时这项技术并未在汽车上使用，而是作为矿井通风设备。直接1900年，Gottleib Daimler首次在汽车发动机上安装了鲁式机械增压器，这才与汽车结下不解之缘。

在机械增压刚发明时被称超级增压器(Supercharge)，后来涡轮增压发明之后，为了区别两者，涡轮增压器被称为Turbo Supercharger，机械增压则被称为Mechanical Supercharger。久而久之，两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger了

●  按部就班，从容增压

机械增压与涡轮增压在动力输出上有着明显的区别，前者有接近自然进气的线性输出，而后者则因为有涡轮迟滞的现象，出力多了一丝突兀，少了一份从容。

机械增压优势在于，压气机直接由发动机曲轴驱动，只要踩下油门，增压器转速就会和发动机转速一同提高，不会存在动力迟滞的情况，因此机械增压发动机的出力表现与自然吸气发动机极为相似，却能拥有较大的马力与扭力。

机械增压缺点是油耗和压气效率。压气机需要消耗发动机功率，从发动机启动那一刻就进入工作状态，无时不刻地消耗发动机动力。现在也有在机械增压上增加一个离合器的方案，不需要它工作时就断开，以节约发动机动力。

机械增压器相比废气涡轮的增压，机械增压器效率仍然低一些。

▎机械增压器如何工作？

机械增压器根据增压原理不同，主要有鲁式增压、罗茨增压（双蜗杆）、离心增压这几种，此外还有滚动增压等增压形式，下面我们一个一个来说。

●  鲁式增压器

鲁式增压器就是我们上面介绍的于1860年发明的机械增压器。鲁式增压器由2个互相啮合的转子通过旋转的方式将外部空气吸入增压。

早期的鲁式增压器的转子如同上面动图的转子一样是直齿的，后期经过改良，以斜齿的方式啮合。

斜齿转子的载荷也不像直齿转子那样硬碰硬，因此斜齿转子的工作更加平稳，冲击振动小，静音性更好。

简单的理解鲁式增压器就像是一个绞肉机，这里的的肉就是空气。空气垂直于转子轴线方向进入，再以同样方向流出。

●  双蜗杆增压器（罗茨风机）

双蜗杆式增压器又称为罗茨鼓风机，它和鲁氏机械增压器十分相似。

双蜗杆式增压器也是通过一组啮合凸缘的蜗杆转子吸入空气。和鲁氏增压器不同的是，双螺旋式增压器的蜗杆为不对称蜗杆，为一公一母。

双螺旋式增压器工作时，蜗杆转子会不断的压缩转子壳体内的空气，空气从增压器进气口流向排气口时，随着气道的收缩，空气被进一步压缩，使得空气的压缩可以连续进行。

这样既提高增压器的压缩效率，又使得增压器不需要造得十分庞大。因此双蜗杆式增压器比鲁式增压器的压气效率更高。

●  离心式增压器

离心式增压器的原理和废气涡轮增压器原理比较相似了，它也是通过叶轮的旋转将空气高速吸入狭小的压缩机壳体进行增压。不过离心式增压器的叶轮是由发动机驱动，不受限于废气量，只要发动机处于工作状态，离心式增压器均能提供增压。

由于和废气涡轮比较相似，很多人也会以为这是废气涡轮增压器。但是从驱动形式上来说，离心式增压器是一款货真价实的机械增压器。

●  滚动式增压器VW G-Lader Supercharger

滚动式增压器现在基本属于难觅踪影。20世纪90年代，滚动式增压器被大众汽车装配在大众POLO G40和Corrado G60之上。

其原理是在一个螺旋形状的进气道中央布置一个偏心驱动轮，驱动上再安装另外一个螺旋叶片，螺旋叶片与螺旋进气道相互平行。

在偏心轮的转动下，螺旋叶片不断的在螺旋进气道内滚动式运行，不断挤压流入的空气形成增压。

现在的卡车几乎都使用柴油发动机，柴机油的高压缩比特性，使得十分适合采用涡轮增压。此外机械增压带来的平顺性提升对卡车并无明显的优势和吸引力，因此，现在鲜有卡车发动机搭载机械增压。

但机械增压作为一种历史悠久的增压技术，其技术依然值得学习的研究。如果大家对机械增压器还有什么看法和讨论，欢迎在下面评论区留言并分享到朋友圈。

今天关于机械增压器的原理和结构形式就介绍到这里。机械增压器的增压效率及增压值不如废气涡轮增压，但其独特的魅力依然在部分厂家和发烧友心中占有一席之地。（文/朱鹏飞）