带你认识增压发动机(1)：增压器的由来

　　增压有什么好处

　　增压首先的好处就是解决了自然吸气发动机本身固有的缺陷——永远吃不饱。因此，在相同的排量下，增压发动机能够发出更大的功率，满足更多的需要。这是从功率输出的角度上说的。

　　反过来说，就是可以用更小排量，更轻的发动机代替以往更大排量发动机才能做到的工作，由于更小的发动机各种摩擦面积小，重量轻，本身运转起来消耗的能量自然就少，效率也就提高了，完全顺应了当下节能环保的潮流。在之前我们给大家介绍的《2011国际最佳发动机 8款获奖引擎点评》里面就提到，菲亚特的0.8升双缸涡轮增压发动机获得了4个大奖里面的3个，气势一时无量。

　　这款发动机刚好完全解决了以上提到的自然吸气吃不饱的问题。除了涡轮增压外，这款发动机还取消了“节气门”，进气量的多少完全用电子控制的气门来控制。加上只有2个气缸，体积极为紧凑轻巧，效率自然就大大提高。

　　上文提到过，国际汽联在1989年停用涡轮增压发动机，是因为功率过大。不过有意思的是，2010年12月10日,国际汽联审议并通过了F1从2013年开始，使用1.6升的4缸涡轮增压发动机，取代当前的2.4升自然吸气V8发动机的新规则。

　　新规则称：各支车队使用直列4缸1.6升涡轮增压发动机取代现有2.4升V8发动机，最大输出功率限定仍为750马力，峰值转速从现有的18000转/分降低到12000转/分，在维持当前动力输出水平的情上况下，增加动能回收装置，将燃油消耗降低35%。

　　国际汽联规定的发动机转速大幅下降了1/3，排量减少但功率依然不变，这种情况其实在民用车上早已看到。例如上一代宝马M5使用的自然吸气发动机峰值转速都超过8000转，而新一代M5采用的涡轮增压发动机峰值转速下降到7000转，马力更大还更节油。以往自然吸气发动机的最大扭矩需要在很高的转速上才能出现，而现在的涡轮增压机器在1000多转的时候就能悉数发出，并且能在很宽广的转速范围内维持。更低的最大功率转速、更低的最大扭矩输出转速，意味着增压机器能够减少因为高转速带来的摩擦损失，效率进一步提升。

　　增压的坏处

　　既然增压有这么多好处，早期的发动机都干什么去了，现在才想起来要增压?

　　其实早在1909年，瑞典人Alfred Buchi博士就提出采用废气涡轮增压，后来首先被用在柴油发动机和航空发动机上。1977年，瑞典的萨博公司生产出第一款萨博93，是第一家将涡轮增压运用到汽车发动机上的厂商。不过当时的增压发动机不但造价昂贵，而且还有不少使用上的问题，因此难以大规模推广。

　　首先由于发动机燃烧压力增大，排气温度高，对缸体结构和耐热材料要求更高。

增压发动机对材料要求极高

　　空气被压缩后温度会升高，这是我们一般人都知道的常识。对于增压发动机来说，被加压的空气温度会急升70-100度，被燃烧后的排放温度也会更高，高温导致机件失效和耐用性急剧下降，早期材料则难以解决这个问题。此次是噪音，增压器都有高速转动的转子。转子速度从几千到十几万都有，高速转动的转子会产生很大的噪音。

　　事实上，以上种种的缺点仅仅是所有增压发动机的共同点。对于不同类型的增压发动机，例如我们熟悉的涡轮增压和机械增压，由于结构和原理完全不一样，他们所产生的问题也完全不同。不同的结构和形式具有完全不同的特点，这些我们将会在后面的文章中讲述。