增压发动机的科学及其独特的呜呜声

增压发动机的科学及其独特的呜呜声

汽车,尤其是快车,代表着一种触动所有感官的体验,除了味觉(因为咬金属是不明智的)。每辆车都有一种声音——即使是电动汽车——来识别驱动它的动力系统类型。一旦你听过丰田混合动力系统,就很难把那种洪亮的声音误认为是其他东西。本田混合动力车的声音类似,但有自己的语调,就像乔治亚州本地人的口音和德克萨斯州别人的鼻音一样。

增压器有其独特的噪音,尤其是在道奇挑战者地狱猫 (Dodge Challenger Hellcat) 等肌肉车内。听到地狱猫驶过可能会让你脊背发凉 (我也是),因为你的大脑意识到 717 到 800 多马力随时待命。不过噪音本身并不是主要吸引力。动力是汽车制造商在工厂使用增压器的主要原因,对于想要提高发动机马力容量的维修工来说,这也是同样的目标。

道奇的增压版 Challenger SRT Hellcat 使用热空气。图片来源:道奇

增压器和涡轮增压器一样,都是向发动机输送氧气的空气压缩机。在进气冲程中,增压器将空气吸入并挤压到发动机中,从而产生那种野兽般的轰鸣声。美孚石油公司这样解释涡轮增压和增压之间的区别:“涡轮增压器使用车辆的废气;两个风扇——涡轮风扇和压缩机风扇——从废气中旋转。相反,增压器直接由发动机提供动力;皮带轮驱动齿轮,使压缩机风扇旋转。”

真正让你大吃一惊的是,汽车可以同时配备涡轮增压和机械增压。这种双增压汽车很少见,但确实存在。

增压器类型

增压器发明于 19 世纪末;多产的德国发明家戈特利布·戴姆勒于 1885 年获得了内燃机增压专利。如今,增压器主要有三种类型:罗茨式、双螺杆式和离心式。

增压器已经存在 150 年了,并且还在不断改进。图片:道奇

罗茨增压器使用两个转子将大量空气推入发动机,然后压缩进入歧管,这种增压器是您在改装车展上可能看到的从引擎盖伸出的那种。双螺杆增压器是罗茨兄弟设计的演变,使用特定的转子形状在转子转动时压缩空气。离心式增压器看起来与涡轮增压器类似,采用紧凑的圆形形状。离心式增压器利用自然离心能(远离中心)将更多氧气压入发动机,增加气流以燃烧更多燃料。因此,发动机可以输出更多动力。

专用设备市场协会 (SEMA) 主席 Kyle Fickler 告诉PopSci :“离心式增压器的设计往往比传统的罗茨式增压器更高效。”作为直线加速赛冠军家族的一员,Fickler、他的女儿 Danika 和他的妻子 Debra 都是名副其实的速度和动力专家。

Fickler 还与生产增压器的 ProCharger 合作。该公司宣称,使用其离心式增压器,6.4 升发动机的功率可增加 215 马力,使用 5.7 升 Hemi 发动机的功率可增加 160 马力。实际上,该公司销售的是将低配道奇 Challenger 改装成 Hellcat 的选项,价格更低。Challenger SRT Hellcat 的标价可能高达 80,000 美元,因此为低价车型添加增压器更便宜,只需花费约 7,000 美元。对于那些喜欢摆弄发动机的人来说,这听起来似乎是理所当然的事。

不仅适用于肌肉车

当然,增压器可以提高速度,但这不是它们的唯一功能。增压器是一种经济高效且智能的方式,可以为卡车增加动力,同时提高牵引和拖运能力。

福特通过其 F-150 Raptor R 解决了这个问题,该车拥有 5.2 升增压 V8 发动机,可提供 700 马力和 640 磅-英尺的扭矩。它从起步就很快,在高端 Fox 减震器的帮助下,它还可以捕捉空气。该品牌表示,它重新校准了 Raptor R 的增压器,安装了一个新的皮带轮,以增加低端和中端的扭矩输出并增加越野动力。它还将卡车的牵引力增加到 8,200 磅。

2023 款 F-150 Raptor R 配备了全新改进的增压器,可提供越野动力。图片来源:福特

对于轿车来说,提升动力也不是不可能的,但它们正在走向电动化。Genesis 在其时尚的 G90 轿车中采用了 48 伏轻度混合动力车和电动增压器,奥迪的 S7 也是如此。在这些情况下,增压器允许双涡轮增压器产生涡轮增压压力,从而消除可能延迟加速的烦人的涡轮迟滞。

无论您使用的是工厂安装的增压发动机还是售后附加装置,这些压缩机的作用远不止产生热空气。而且,增压器发出的悦耳声音也是一种额外的好处。

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