#老司机聊汽车知识#
名词解释：
S-mechanical supercharging释义为机械增压T-turbocharger释义为废气驱动涡轮增压一般用2.0T&3.0S标注数字指内燃机的排量，单位为「L·升」；而自然吸气发动机则为normally aspirated的解释，这种原始的技术不再赘述，重点分析机械增压系统为何会被淘汰。
这里用“淘汰”来定义并不过分，因为上千款量产汽车中，似乎只有捷豹路虎、一汽红旗等极少数品牌的量产车会使用，其他车辆涵盖柴油机均使用废弃涡轮增压系统。
其次则是有普拉多2700等动力极差的NA车型会选择改装，一种能够在后市场改装，通过提升进气氧浓度的「空气压缩机」——技术是不可能足够先进的，因其升级效果必须很低，否则变速箱会出现相当严重的损坏。因为量产汽车的变速箱都有标定的扭矩容量，如果发动机的最大输入扭矩超过标准，总成的损坏只是时间问题。
01
机械增压器·特点
所谓的机械增指刚性连接驱动。
增压器的本质是空气压缩机，这种机器自身没有动力，需要其他机器带动其运转；S系统的增压器的动力来自发动机的曲轴，是通过皮带连接，达到曲轴运转则增压器运转的状态；增压器的齿轮有放大转速的能力，不过效果是非常有限的。
发动机的曲轴是干什么的呢？其实这个“轴”就是动力输出轴，可以理解为发动机机体内部的“传动结构”；与其连接的是飞轮与离合器，或者是直接接入液力变矩器的动力毂。
通过曲轴输出的动力概念叫做「扭矩」，是发动机每次做功输出的能量的概念；（扭矩×转速÷9549×1.36）是马力的计算公式，在相同的转速范围内，是不是扭矩越大马力也会越大呢？答案肯定是这样的。
重点：曲轴是输出扭矩的轴，机械增压器与曲轴连接，增压器本身存在运转的阻力，阻力有多少就会等量的抵消扭矩……问题应当很很清晰了，该系统在增压增扭的过程中，本身还要损耗掉很大的扭矩，这是缺点之一。
增压的概念是压缩空气，空气被从大体积压缩成小体积，挤压的是各类分子之间的间隙，分子的数量不仅不减少反而会因“聚积”而在单位体积内增多。
压缩的初衷正是为了让小空间内的空气中，含有更多的氧分子；因为氧气是燃油的催化气体，燃烧的本质是碳氢化合物的氧化还原反应。在极短的（第三）燃烧做功冲程中，燃油无法做到100%的燃烧转化热能，没有充分燃烧的部分就会被浪费，所以尾气中的主要成分包括碳氢化合物，那么有没有什么办法能提升燃烧充分性呢？
答案当然是提升燃效，说白了即使燃油燃烧的速度；比如在10毫秒中燃烧速度慢可以充分到80%的程度，燃烧速度慢则只能反应60%，扭矩的差值就会相当的大。而提高燃烧速度的基础就是给燃油更多的氧气，可以把氧气想象成燃油的“兴奋剂”，能被“吃掉”的氧气越多工作的速度就会越快，所以压缩氧气很重要，那么机械增压器为什么差呢？
核心：压缩空气的方式是通过压缩机的涡轮旋转挤压，涡轮的转速越快则相同时间内的压缩程度就会越大。然而机械增压器的涡轮转速是在曲轴转速的基础上放大，正常代步的曲轴转速仅仅为「1500-3500rpm」区间，能够高频率拉升到4000转以上的司机想来都是很少的。
那么即使按照2/3/4倍的标准进行放大，转速是不是也非常低呢？这种低转速是无法有效压缩增氧的，所以使用机械增压的3.0S发动机最大扭矩勉强会有450N·m左右，但是2.5T涡轮增压发动机已经有超过500N·m的标准。
假设都以最大扭矩在3500转运行，输出的马力差值为（224－249＝﹣25PS），公制马力1PS等于75公斤力，也就是能把该质量标准物体推动到每秒每米的运动标准，25PS就是1.875吨的差距哦！——为什么要以3500转为参考呢？
误解：机械增压器被认定为「介入转速早」，其实哪是什么介入转速早呢？本质是启动之后连怠速时都会增压，因为曲轴与增压器是刚性结合；结果则是增压器损耗了扭矩马力，剩余的马力不足以以800rpm的转速实现稳定怠速，于是不得不以费油为代价提升怠速转速。
然而全时增压并不代表达到最大扭矩的节点就会更早，因为只有发动机（曲轴）拉升到高转速后，增压器才能让涡轮实现高转速，也就是最强的增压效果。
所以这种机器总需要将转速拉升到3500~4500rpm区间（平均值），发动机才能爆发最强的动力。但是涡轮增压器可没有那么迟滞，即使是单组的普通涡轮增压，实现最大扭矩也能够在平均1500rpm左右哦。
02
涡轮增压·原理
汽车装备的四冲程发动机有四个步骤：
进气喷油压缩蒸发膨胀做功排气按照1000的转速为标准，每分钟做功的次数就是500次，排气的次数当然也是500次；低转速时即使还不能达到最大扭矩，也就是进气量没有达到排量的最高标准。但是按照增压机的标准计算，此时的进气量也要接近单缸排量的80%。
那么以2.0T发动机为参考，每次排气量就有0.3L以上，每分钟500次的排气等于每秒排气8.33次，每秒的排气量就有接近2.5L！在狭窄的排气歧管中，大量的空气快速的被挤压到排气管路中，压力是不是会很大呢？
答案显然是肯定的，所以想要堵住汽车的排气管都会很难；那么从排气歧管的位置引出另一条管路，在中间加入一组能够被气流吹动的涡轮，其转速是不是会高很多呢？
「废气涡轮增压」的概念就是这样了，极低的转速即可实现很高的排气压力，所以有些TURBO发动机以最低1250转的排气压力，即可将增压器吹动到最高的转速，也就是最强的增压压力了。
所以想要追求性能绝对要选择废气涡轮，只有低转速能达到大扭矩，车辆才能够以低转速获得满足正常代步驾驶的动力（节油）；在不考虑节油的前提下，大扭矩拉升转速的效率也会更高，加速时间会缩短且感觉会更加顺畅。
剩下的两个优点：
废气涡轮增压不增加油耗怠速时不增压之所以说不增加油耗，原因是驱动力属于“废气利用”，没有损耗曲轴的扭矩，怠速转速不需要提升。
怠速时不增压的优势在于延长发动机的使用寿命，怠速只要求输出满足自运行的功率即可；增压提升的缸内压力与温度只会增加发动机的磨损，所以TURBO技术才会成为主流！想要普通的性能车选择单涡轮机，优秀标准为单涡轮双涡流的增压器，高标准则是双废气涡轮机型。
（所有能够节油并且提升低转速扭矩爆发力的技术，柴油机都会率先应用，但是柴油机用机械增压器了吗？）
编辑：天和Auto-汽车科学岛
天和MCN授权发布
欢迎转发留言讨论