增压发动机的科学及其独特的啸叫声

增压器内部是唯一一个“嘶嘶声”是好事的地方。
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增压器为汽油发动机增加动力。道奇

汽车,尤其是快车,代表着一种能触及所有感官的体验,除了味觉(因为咬金属是不明智的)。每辆车都有一个声响——即使是电动汽车——可以识别驱动它的动力总成类型。一旦您听过丰田混合动力系统,就很难将其浑厚的声音误认为是其他任何东西。本田混合动力车的声音也类似,但有其独特的音调,就像佐治亚本地人的口音与德克萨斯州某人的口音一样。   

增压器有其独特的嘶嘶声,尤其是在道奇挑战者地狱猫之类的肌肉车里。听到地狱猫驶过可能会让你脊背发凉(就像让我脊背发凉一样),因为您的大脑会识别出随时待命的 717 至 800 多马力。但噪音本身并不是主要吸引力。动力是汽车制造商从工厂使用增压器的主要原因,对于想要提高发动机马力能力的修理工来说,目标也是一样的。

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道奇增压的挑战者 SRT 地狱猫利用其热空气。图片: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。作为进气冲程的一部分,增压器将空气吸入并挤压进发动机,从而产生那种野性的嘶嘶声。美孚润滑油解释了涡轮增压和增压之间的区别:“涡轮增压器利用车辆的废气;两个风扇——一个涡轮风扇和一个压缩机风扇——由废气驱动旋转。相反,增压器直接由发动机驱动;皮带轮驱动齿轮,使压缩机风扇旋转。”

为了真正让你大吃一惊,要知道一辆车可以同时进行涡轮增压和增压。这种双增压车辆很罕见,但它们确实存在。

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,增压器基本上有三种类型:鲁茨式、双螺杆式和离心式。

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增压器已经存在了 150 年,并且在不断改进。图片:道奇

鲁茨式版本使用两个转子将大量空气推入发动机,然后压缩到进气管中,这种类型可能在老爷车展上从引擎盖下探出来。双螺杆式是鲁茨兄弟设计的演变,利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像它们的涡轮增压器同类产品,采用紧凑的圆形设计。离心式增压器利用自然离心力(向外远离中心)将额外的氧气强制送入发动机,增加气流以燃烧更多燃料。结果,发动机可以输出更多动力。

“从设计上看,离心式增压器比更传统的鲁茨式增压器效率更高,”特种设备市场协会 (SEMA) 主席凯尔·菲克勒 (Kyle Fickler) 告诉《PopSci》。作为赛车世家,菲克勒、他的女儿丹妮卡和他的妻子黛布拉是真正的速度和动力专家。 

菲克勒还与制造增压器的 ProCharger 公司合作。该公司宣传其一款离心式增压器可以为 6.4 升发动机提供 215 马力的增益,或者与 5.7 升 Hemi 发动机配合时可提供 160 马力的提升。本质上,该公司销售的是以较低的价格将低配道奇挑战者变成地狱猫的选项。一辆挑战者 SRT 地狱猫的标价可能超过 80,000 美元,所以将增压器添加到价格较低的车型上大约需要 7,000 美元,这样更划算。对于那些乐于折腾自己发动机设置的人来说,这听起来似乎是一个显而易见的决定。

不仅仅是肌肉车

当然,增压器可以提高速度,但这并不是它们唯一的用途。增压器是为卡车增加动力以提高牵引和装载能力的经济高效且智能的方式。 

福特在 F-150 Raptor R 上就认识到了这一点,该车配备了 5.2 升增压 V8 发动机,可提供 700 马力和 640 lb.-ft. 的扭矩。它起步就很快,并且在高端 Fox 减震器的支撑下也能腾空而起。该品牌表示,他们重新校准了 Raptor R 的增压器,安装了一个新的皮带轮以增加低速和中速的扭矩输出,并增加越野动力。它还可以将卡车的牵引能力提高到 8,200 磅。 

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2023 款 F-150 Raptor R 采用了新改装的增压器,用于越野动力。图片:福特

对于轿车来说,增加动力也并非不可能,但它们正在转向电动化。捷尼赛思在其时尚的 G90 轿车中使用了 48 伏轻度混合动力系统,并搭配了电动增压器,奥迪的 S7 也是如此。在这些情况下,增压器可以使双涡轮增压器建立涡轮增压压力,从而消除可能延迟加速的恼人的涡轮迟滞。 

无论您是从原厂安装的增压发动机开始,还是添加了售后产品,这些压缩机提供的远不止热空气。而嘶嘶作响的增压器那美妙的声音则是一种额外的好处。 

 

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Kristin Shaw

特约撰稿人

Kristin Shaw自2022年起为Popular Science撰写汽车相关文章。在成为一名专注于汽车的记者之前,她在电信、科技和航空领域积累了丰富的经验。


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