柴油发动机增压器的发展历程

1、增压器的发展历程汽车进入中国老百姓生活的历史还很短暂， 大部分人对那些确保汽车正常运转的主要部件尚且没什么了解， 增压器就更是个陌生的词汇了。没错，它可以带来额外的动力，却也不是每辆汽车上都能找到的常见部件。请大家多花上几分钟， 了解一下这个神奇小玩艺儿的来龙去脉。什么是增压器？简单地说， 它就相当于一个鼓风机， 将更多新鲜空气压入发动机的燃烧室， 改善燃烧效率， 从而在不改变发动机工作容积的情况下提高动力输出。 一台发动机上既然可以存在机油泵、 汽油泵、水泵、转向助力泵等用来“搬运”各种液体的设备，为什么不可以再增加一个“空气泵”呢？不过这听起来好像很浅显，将其从理论变为现实的过程可就曲折多

2、了。其实早在内燃机刚刚发明不久后19 世纪末期，德国人就产生了类似的念头。不过严格来说，最早的机械增压器应该是在20 世纪最初十年内由美国人查德维克（Chadwick）开发出来的，而第一个由发动机废气驱动的涡轮增压器则是由瑞士人艾尔弗兰德. 布驰（ AlfredBuchi ）博士于1909 年研究出来的 。 涡轮增压器的英文名称Turbocharger 也是为了与 Supercharger 有所区分。可惜在当时，这一概念并未被多数人所接受。直到数年后，能为发动机带来更多动力的增压器才开始逐步进入实用阶段。 1925 年，两艘德国船只上首次成功应用了2000 马力的涡轮增压柴油机，这也促使布驰（

3、 Buchi ）博士的废气涡轮增压器很快在欧洲、美国和日本获得了生产权。从 20 世纪 30 年代开始，增压器被大量运用到船只、有轨机动车及固定式机器上。不过，涡轮增压器最初的广泛应用却是在航空工业中。 第一次世界大战期间，为了让飞机 ( 当时都是活塞式发动机 ) 获得更快的速度和更高的升限，军用飞机率先试探性地使用了这两种不同的增压装置。不久之后爆发的第二次世界大战进一步刺激了技术方面的长足进步。最著名的采用涡轮增压技术的大概就是二战末期美军轰炸柏林的主力轰炸机型 B17- “空中堡垒”了，其动力系统安装了通用电器公司生产的涡轮增压器和 Garrett 生产的冷却器。而生产航空发动机的英国劳

4、斯莱斯公司则以生产可靠的机械增压器著称， 英军主力战斗机“喷火”和轰炸机“兰考斯特”，以及美军的 P51- “野马”战斗机等，都装有二战期间最出色的劳斯莱斯“灰背隼”发动机。至于在汽车领域的应用， 机械增压器无疑更先得到青睐， 产品成熟也相对早很多。 20 世纪 30 年代，当价格高昂的涡轮增压器仍然只被用在航空领域时， 机械增压器已早就横扫欧美各大赛道了。 那个年代知名度最高的两部赛车分别来自 AUTO UNION(奥迪的前身 ) 和奔驰。AUTOUNION 在赛车上安装了一台增压值为 1.8 巴的两级机械增压 6.0升发动机，压缩比 9.2 ：1，并以甲醇作为燃料，在 5000 转/ 分时

5、可输出520 马力的最大功率，另一部同样采用两级机械增压器的奔驰M125 则能释放出 646 马力。涡轮增压器进入汽车爱好者的视野已是数十年以后的事情了。进入 50 年代， GRAND PRIX 大奖赛规则进行了修改，使得法拉利的自然进气发动机逐渐在欧洲赛场显现统治地位， 机械增压器开始从赛场上引退，并从此大量进入了高性能改装车市场。由于没有功率限制，很多公司陆续生产了更强力的机械增压器， 而唯一对这种装置的制约可能就是价格了。60 年代对机械增压器贡献最大的应属美国。随着小型化机械增压器的大批出现和可以直接安装到发动机上的便利性， 追求大功率的车迷对 V8 发动机进行改装后往往都会再安上一个

6、夸张的机械增压器。这期间最具代表性的可能就是 McCulloch 和 Frenzel 等企业了。进入 70 年代后，为了能在 NASCAR 比赛中与雪佛兰的 V8 发动机一争高下，福特请 McCulloch 为其专门设计机械增压器， 而 400 米直线竞速也推动了增压发动机风靡美国市场。很明显，涡轮增压器的使用历史远没有机械增压器那么辉煌显赫。直到 20 世纪 50 年代，航空燃气轮机的出现带动了耐热材料的发展和开发高温材料的精密铸件技术的重大革新， 对涡轮增压器的发展产生了意义深远的影响。 此外，滑动轴承的发明也为其进一步发展打下了基础。借助于滑动轴承， 目前废气涡轮增压器的转速普遍能达到1

7、50000-170000 转/ 分，这是传统的滚珠轴承难以企及的。以生产航空涡轮增压器著称的Garrett公司最终解决了涡轮增压器的技术屏障，推动了涡轮增压器进入民用汽车市场。不过当60年代涡轮增压器第一次使用于雪佛兰民用车上时，几乎是以悲剧收场的，它因可靠性较差很快退出了市场。不过在商用车领域，涡轮增压器的发展历程倒是相对顺利。从50 年代，康明斯、沃尔沃和斯堪尼亚等主要的发动机制造商开始研究在卡车上运用废气涡轮增压器技术，而德国工程师 kurt Beirer设计出了一台结构紧凑的废气涡轮增压器，解决了自身体积过大，并在柴油卡车上得到广泛运用。涡轮增压器真正在民用柴油车上大批使用已经是70 年代了，奔驰 300SD 和大众高尔夫增压柴油版是当时最具代表性的车辆了。 使用涡轮增压器也突然变为非常时髦的事情， 各公司都有起码一款高配置的车型使用该装置， 甚至被视为高科技和高档的象征。 那个时代下诞生了不少即使现在看来仍十分经典的车型，比如1973 年款宝马2002Turbo、1974 年款保时捷 911 Turbo，以及稍晚的萨博900 Turbo等等，甚至法拉利都推出过几款涡轮增压车型。二十多年后的今天， 增压器已不再单纯地用来提升