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机械+涡轮增压 1.4L媲美2.5L发动机 |
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| http://cn.newmaker.com
3/18/2008 8:27:00 PM
佳工机电网
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发动机增压是很传统的提升动力和燃油经济性的措施，同时它还能减少发动机有害废气排放量，随着新技术的不断发展增压技术也在不断进步。传统的涡轮增压和机械增压都存在着不如人意的地方，把两种技术结合在一起不失为一种解决方法。
今天用在汽车发动机上的增压器根据结构的不同主要分为两类——机械增压和涡轮增压。早期的增压器都属于机械增压，被称作“超级增压器”（Supercharger），后来涡轮增压器发明了， 就被称为了Turbocharger。
机械增压器就像空气压缩机
机械增压器就像发动机的附件转向助力泵一样安装在发动机上，并由发动机皮带驱动，将压缩空气输送到进气歧管。机械增压器结构简单，工作温度介于70℃-100℃，不需特殊冷却系统，机件维护简单。不过增压值会随发动机转速的提高而降低，当达到某一界限时，由于本身的阻力增压器反而会成为发动机的负担，严重影响发动机转速的提升。
因此，目前欧洲生产的机械增压系统多半采取低增压。它的优点是转子的速度与发动机转速是相对应的，没有滞后，动力输出流畅，成本低。缺点是要消耗发动机动力，机械增压容易产生噪音。
像奔驰公司的小排量汽油发动机就使用了机械增压器。SLK两款机械增压4 缸发动机输出120kW 和145kW，强调了低速高扭矩，SLK 200KOMPRESSOR 在2500rpm 时就达到了最大扭矩230Nm，综合油耗只有8.8L/100km，以4缸发动机的燃油特性达到6缸发动机的扭矩特性。这种机械增压器是奔驰和Eaton 公司联合开发的，性能非常出色，增压器的最大转速达到14000rpm。
涡轮增压器利用发动机废气
涡轮增压是利用发动机排出的废气驱动增压器，由于废气有上千度，需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却。优点是增压效率高于机械增压，缺点是受发动机转速影响，低转速时效果不明显，待发动机提升到一定转速时才会有出色表现。
涡轮迟滞也是涡轮增压发动机面临的在仪表中增加了增压显示表头最大难题。在低转速时，涡轮增压器没有介入，同时废气仍然要驱动涡轮旋转，排气没有自然吸气发动机顺畅，此时的发动机扭力输出要比同等排量的自然吸气式发动机还要弱。
随着发动机的转速升高，例如突破3000 转以后，涡轮增压器突然介入，这个时候产生的动力将陡增。这种动力的突然增加影响了动力输出的平顺性。尽管涡轮增压能给发动机带来更强的动力输出，但是作为一台民用汽车，流畅的动力输出是非常重要的，而涡轮迟滞会给驾驶舒适性带来一定影响。
以双增压技术来克服缺陷
机械增压有助于低转速时的扭力输出，但是高转速时功率输出有限；而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足，同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。
2005年，大众开始将这套技术装配到量产的民用车型高尔夫1.4TSI上，这套系统被称作“双增压”，兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。在低转速时，由机械增压提供大部分的增压压力，在1500rpm时，两个增压器同时提供增压压力，其总增压值达到2.5bar（如果涡轮增压器单独工作，只能产生1.3bar 的增压压力）。随着转速的提高，涡轮增压器能使发动机获得更大的功率，与此同时，机械增压器的增压压力逐渐降低。机械增压通过电磁离合器控制，它与水泵集合在一起。在转速超过3500rpm时，由涡轮增压器提供所有的增压压力，此时机械增压器在电磁离合器的作用下完全与发动机分离，防止消耗发动机功率。
1.4 升的高尔夫“双增压”（Twincharger）发动机在双增压器的作用下最大输出功率为125kW，最大扭矩为240Nm。从0 至100km/h 只需7.9 秒。1.4L动力达到2.5L发动机水平，但油耗却降低了20％，平均油耗只有7.2L/100km。在1750rpm 就发出了最大扭矩240 Nm，并一直到4500rpm。优点是适合全部工况。缺点是结构复杂，在高转速区域的动力表现并不突出。
按大众公司的解释，性能并非这台发动机的主要诉求，动力输出的顺畅度与经济性才是重点。看来其它各大汽车公司都没有力推此技术是因为它缺少鲜明的个性。
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