汽车常见增压系统的概述

增压系统的概述及种类 对于广大汽车爱好者来说，增压，无疑是最让人兴奋的。将小排量引擎加以增压器之后， 动力会有非常明显的提升。而增压对发动机有怎样的促进作用？机械增压、涡轮增压，有 什么样的异同呢？

我们之前介绍过压缩比的意义，为了让发动机努力工作，必须充分压缩。而为了充分压缩， 也必须充分进气。

拿一部 2.0 升四缸发动机举例，曲轴每转一圈会有两个气缸进气，也就是 1 升。在每 分钟 3000 转时，就需要进气 3 立方米，每秒 50 升，相当于 2.7 个纯净水大桶的容积。这 仅仅是 2.0 发动机在 3000 转时的理论进气量，更大排量，更高转速下，流量会更大。但这 些气流要通过管径只有杯子口那么大的进气管道，并被一个刻薄的节气门限制，在进入气 缸之前还要经过进气门一关，所以真正进入汽缸的空气，就没有那么多了。 这就表示自然吸气发动机始终在低于大气压的“负压”状态下工作，没有充分的空气投入， 图中布加迪威龙的8.0T 发动机，在6000转时每分钟进气量高达24m 3

例如，一般自然吸气发动机在怠速时，节气门只是微微打开一个角度（3-5°），进气 压力在0.5bar 左右（为方便解释，我们使用更直观的 bar 作为本篇压力单位，1bar 约等于 1个大气压。进气压力值为节气门与进气歧管之间位置测量），即便是急加速时，节气门开 至很大位置为气缸送气，也不过0.8bar 左右，平稳行驶时，进气压力又回到怠速水平，而 高速区域时，进气压力会更低。

自然不会有更好的动力产出。所以在不改变进气情况，且保证合理工况的情况下，提高功

功率输出就可以升高至1.5倍非增压发动机的水平，这要比增加排量实惠得多，而且因为发 增加了。所以相比自然吸气发动机，在基本不改变气缸容积的情况下，增加一个增压器， 动机的重量没有增加太多，操控性也得以保证。

率，一般做法就是提高压缩比，或是增大排量。 然而压缩比不能无限的提高，排量也与钱有关。因此，一种相对简单且高效的方式— —增压技术，广泛运用于发动机上。刚才讲过，自然吸气发动机进气是不太顺畅的，那么 用一个增压器，把空气“打”到汽缸里，其结果自然很让人满意。

增压对发动机的影响 在进气压力升高之后，输入气缸的空气自然增加了一些，与空气混合的燃油自然也就 大众的 1.2T 小排量增压发动机 而且小排量增压发动机和等功率的大排量非增压发动机相比，发动机内部的摩擦损耗 要少一些，并且最大扭矩输出早一些，这样的话，油耗会有一定优势。 但是，因为进气量增加了，所以在压缩行程结束时，增压发动机的缸内压力要高出非 增压发动机很多，这就等同于“压缩比”升高了，这对发动机的工况有很大的影响，所以

压力不会过高而发生“爆燃”的情况。 同平台的发动机，在加装增压器之后，压缩比要调教的低一些，以保证在增压之后，缸内 主安装了该种增压器并宣称动力得到怎样的提升……实际上这种“增压器”是没有效果的， 在改装领域，将自然吸气发动机加装增压器时，应当增加燃烧室容积，以降低压缩比 最直接的方法就是换装更厚的缸垫

增压种类和概述 我们经常在论坛和淘宝上，看到那种几百块钱的所谓的“汽车增压器”，而且还虚拟车

是虚假的，是应该被“315”打掉的，即便有效果也是因为将进气空滤简化，让阻力变小， 这是是不负责任的，是对发动机有损害或隐患的，真正的汽车增压器无外乎以下几种。 涡轮增压 涡轮增压是目前最常见的一种增压型式，其原理是用利用发动机尾气的动能和内能，

推动一个涡轮，并将与该涡轮相连的另一个涡轮，将空气压缩，吹入发动机气缸。

机械增压 机械增压是另一种常见形式，依然是使用气泵将空气压入气缸内。与涡轮增压不同，

机械增压的气泵不是利用汽车尾气推动，而是直接使用发动机的动力，带动压气机，输出 空气。 气波增压 气波增压是使用发动机做功后尾气的动力，借助一系列由发动机带动的转子和定子的

调节箱，直接将进气压缩输入气缸，但该种增压形式噪音很大，增压部件体积很大，通常 只用于大型柴油机之上。所以民用汽车不常见。

与气波增压不同，谐波增压与排气无关，只是通过进气管路的优化设计，将动态的进 谐波增压 谐波增压说起来 很唬人，其实就是通过改善进气歧管中气流的惯性和反弹，形成进气压力 因为气波增压并不常见，谐波增压的结构形式与实际效果也并不引人入胜，所以在下 篇文章里会着重介绍涡轮增压和机械增压的一些知识

气气流调节出脉冲的效果，分别冲入各气缸。比如丰田的 ACIS 就用了这种技术，奔驰宝马 等可变进气歧管长度技术，也与之相近。 解读汽车增压系统（下）涡轮与机械增压

涡轮增压篇 上篇文章讲过，涡轮增压以废气为动力带动两个涡轮为发动机提供更多的空气，或者

涡轮，民用车上的涡轮可以将进气压力提升至0.5-1bar，将动力大幅度甚至成倍的提升， 充分压榨发动机动力 提到发动机提升动力，首先想到的就是涡轮增压。没错，这是最常见的形式。加一个

这个诱惑力很大。而赛车上的涡轮增压值则更高，可以几倍提升原始排量发动机的动力。

涡轮增压和机械增压，是发动机增压的两大方式。不同的结构类型，让两种发动机有着不 同的性格。两者的工作原理有着怎样的异同？在下面的文章里会给予详细的解析。

我不说你也知道。但是涡轮增压这种形式又有什么样的特点亮点优点缺点呢？往下看。 一定程度的节油功效 而涡轮增压最大亮点即是将尾气动力充分利用，在做功行程之后，发动机排出的尾气

弥补进气时的“泵气损失”。而且尾气在经过涡轮之后，温度会有一定幅度下降，这不单纯 仍有一定动能和热量，直接排出未免有些浪费，涡轮增压器正好可以吸收这部分能量，以

是将内能传递给涡轮，很大程度是将内能向动能转化的过程。这就进一步利用了燃油产生 的能量，优化了能耗。

的自然吸气发动机（甚至更低一些，因为压缩比降低了）。而在1500-2000转速时介入，强 大扭矩随即输出，所以在2000-3000转时就会得到最大扭矩，相当于排量增加，此时发动机 就会很“有劲儿”，不用深踩油门，超车和加速依然也可以很容易，而且因为此时转速并不

性格有点分裂 涡轮增压发动机上，涡轮不是始终运转的，在低速时，涡轮不介入，相当于相同排量

高，活塞往复次数也不多，摩擦降低，油耗自然表现优异。而涡轮增压的节油效果不仅于 此，在涡轮不介入时的低转速下，发动机处于相对较低的功率，这在怠速运转，低速起步 和中速巡航时，相当于一台小排量发动机，油耗自然可以控制了。 车型在冷启动和停车时要低速运转的原因，也是很多人觉得涡轮增压“伤不起”的原因了。

得很突兀，让人觉得不是很舒服，这就是涡轮增压发动机的一大通病——“涡轮迟滞”，这 而且涡轮增压器的工作环境可以用水深火热来形容。发动机排出的尾气有700-900℃，

小脾气与大问题 正因为涡轮不是一直在工作，所以有无涡轮，发动机是两个性格的，尤其是在低转速

在早期涡轮增压发动机，以及采用了大号涡轮的赛车、改装车上非常明显。 不假思索，全部吹到涡轮上，而另一端压气涡轮那边也不容乐观，每分钟十几万甚至更高 的转速的涡轮强烈搅动空气，除将空气压缩而产生的热量之外，空气摩擦产生的热也不容 小觑，加上另一边废气的热量，整个涡轮的温度都非常高，而且因为这种六位数的转速， 涡轮轴承不同于一般滚珠轴承而采用在润滑油中浮动的行驶，如果没有良好的散热和润滑， 这只涡轮很快就会挂掉，并且因为早期涡轮油封不够理想而烧机油。这些诸多因素都影响 了涡轮增压在当年的口碑，这就是是为什么涡轮增压车型要用高级别的机油，为什么早期

加速时，不会立即得到最大动力，而是经过短暂的转速提升后，涡轮介入，动力陡增，显 其实当前的涡轮增压发动机已经没有那么“矫情”了，汽车工程师绞尽脑汁想尽一切解 决的方法，VGT 可变涡轮截面技术、小惯量涡轮的使用，让这种感觉不再明显，停车冷却 循环，更高级别的加工工艺等，让这些常见的弊病都已经大为改观。涡轮增压已经完全适 应了这个社会，而不是孤傲的杵在风口浪尖了。

不要太过紧张

机械增压篇 同涡轮增压一样，机械增压也是通过增加发动机的进气量而提升引擎的动力。不过没

有涡轮增压那么暴躁，是一种很稳健的力量。 后来诞生了双螺杆结构的压气机，较小的造型和噪音使其成为机械增压阵营中的新生力量，

压榨归压榨，但合作亲密无间 机械增压的压气机直接取自发动机的动力，也就是说只要发动机一启动，机械增压就 在运转，只要车辆开始前进，驱动车辆的就是已经被机械增压增强了的动力，此时的发动 机，相当于扩大了排量，在低速时，机械增压比涡轮增压有更好的表现。 而且动力提升幅度，是和节气门的开度同步的，不会像涡轮增压一样，有个明显的发 力点。这就可以通过油门精确的控制车速，在操控表现上机械增压更占优势。

不温不火，悠然自得 由于机械增压器没有排气的事儿，所以工作环境温度不高，也因为没有高速涡轮形成

太高的温度，所以对润滑和冷却也没有太高的要求，工况也就更稳定。 不过机械增压是要消耗引擎动力的，所以从这方面看，经济性略低一些。而且单级压

的扰流，增压后的空气温度也不高。而且压气机最高转速“仅”为20000-30000转，且没有

度在0.6-1.2bar 左右，最高不过1.5bar，而涡轮增压很容易达到1.5bar。但这不算什么问 题，使用机械增压的民用车型往往都突出平顺性而对动力的提升没有过分的要求，1bar 的 增压已经足足够够了，很多车型都在0.5左右，而且机械增压只不过是为了改善进气环境充

气机增压幅度有限，在高转速时增压的难度几何增加，形成瓶颈。一般机械增压器增压幅

分发挥发动机性能而已。虽然浪费一些动力，但是让动力提前输出也可以将功补过，平衡 油耗。

噪声高是它的一大特点，所以只用在大型柴油机，以及追求起步加速的0-400加速比赛上。 机械增压家族哥仨 机械增压器的压气机有罗茨、双螺杆和离心式三种形式，其中离心式压气机造型和原 理非常类似半个涡轮增压器，除了实时响应之外其他效果与涡轮增压无疑，接下来着重介 绍罗茨与双螺杆压气机的异同。 早年间机械增压器使用的是罗茨鼓风机，采用容积泵结构设计作为压气形式。身形重，

良好的密闭性和内部压缩特点使其性能表现优异，但较为精细的结构，和运行时的摩擦也 制约了双螺杆式机械增压的发展。