機械增壓器

機械增壓器

簡介：

裝用在汽車上的增壓器_起初都是機械增壓_在剛發明時被稱超級增壓器(Supercharge)_後來渦輪增壓發明之後為了區別兩者_起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger_機械增壓則被稱為 Mechanical Supercharger.久而久之_兩者就分別被簡化為Turbocharger與Supercharger了!

機械增壓器壓縮機的驅動力來自發動機曲軸.一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪_以曲軸運轉的扭力帶動增壓器_達到增壓目的.

類型：

根據構造不同_機械增壓曾經出現過許多種類型_包括：葉片式(Vane)、魯茲(Roots)、溫克爾(Wankle) 等型式.不過_現在較為常見的為前兩種.

魯茲增壓器有雙葉、三葉轉子兩種型式_目前以雙葉轉子較普遍_其構造是在橢圓形的殼體中裝兩個繭形的轉子_轉子之間保有極小的間隙而不直接接觸.兩轉子借由螺旋齒輪連動_其中一個轉子的轉軸與驅動的皮帶輪連接_轉子轉軸的皮帶輪上裝有電磁離合器_在不需要增壓時即放開離合器以停止增壓.離合器的開合則由計算機控制以達到省油的目的. 而葉片式( 亦有稱為渦流式) 的本體就是屬於葉片式本體的一種.其運作方式主要是利用三個可根據不同離心力而改變轉速的行星齒輪組帶動進氣葉片.透過齒輪組與葉片軸心的相互磨擦_提高軸心轉速並進一步提高進氣葉片的速度_以獲得持續不斷的增壓反應.換句話說_就是發動機轉速愈高_進氣葉片的轉速也能跟著提高.

特性：

機械增壓的特性： 機械增壓與渦輪增壓在動力輸出上有著明顯的區別_前者有接近自然進氣的線性輸出_而後者則因為有渦輪遲滯的現象_出力相對多一點突兀_沒那麼線性.

因為機械增壓的作動原理_使其在低轉速下便可獲得增壓.增壓的動力輸出也與曲軸轉速成一定的比例_即機械增壓引擎的動力輸出隨著轉速的提高_也隨之增強.因此機械增壓引擎的出力表現與自然氣極為相似_卻能擁有較大的馬力與扭力.

由於機械增壓器采用皮帶驅動的特性_因此增壓器內部葉片轉速與引擎轉速是完全同步的_基礎特性為：

引擎rpm X（R1/R2）= 增壓器葉片之rpm

R1 引擎皮帶盤之半徑

R2 機械增壓器皮帶盤之半徑

而機械增壓器由於利用引擎轉速來帶動機械增壓器內部機構.其整體結構簡單_工作溫度介於70℃ -100℃_比起靠廢氣驅動的渦輪增壓器的400℃ -900℃的高溫工作環境要舒服得多.因此_機械增壓系統對於冷卻系統、潤滑系統的要求與NA 引擎基本相同_機件保養程序也大同小異.

此外_機械增壓優點為體積小_不需修改引擎本體、安裝容易_因此在美國的改裝界也頗受歡迎.原本為大排氣量設計的車輛_尤其適合改裝.

房車賽的賽車在改裝時要拆除空調壓縮機_而方程式（Formula）賽車_甚至連啟動馬達、機油泵都改成外部連接_目的都是為了減少對引擎造成的負擔.

依靠發動機動力帶動的機械增壓器_與以上部件一樣_都會給發動機帶來額外的負擔.因此_增壓器本身的運轉阻力必須越小越好_才不會拖累引擎的工作效率_發動機轉速提升才能更快.

然而_機械增壓器的進風量與阻力成正比關系.當使用高增壓時_雖然引擎輸出的能量大增_但相對增壓器內部葉片受風阻力也會升高_當阻力達到某一界限時_這個阻力會使引擎承受極大的負荷_嚴重影響轉速的提升.因此_機械增壓必須在增壓值與引擎負荷間取得平衡_以避免高增壓帶來的負面效應.

目前_歐洲設計的機械增壓多為介於0.3-0.5bar的低增壓_著重在低轉速扭力輸出與中高轉速“高原型”馬力輸出.而台灣“特嘉”研發的新式高效率增壓器可以產生0.6-1.2bar 的中度增壓值_動力提升的幅度更為顯著.雖然機械增壓系統在現階段仍然無法突破1.5bar 的高增壓范圍_而渦輪增壓早已突破2.2bar 的超高壓境界_單就效率而言_渦輪增壓系統可以用“倍數”來提升引擎輸出_但要付出的金錢、維護_以及周邊整合也是機械增壓的數倍_孰優孰劣_就請各位讀者自行評斷.

關鍵詞:增壓器 渦輪增壓器