渦輪增壓、機(jī)械增壓與自然吸氣:三者究竟有何不同?
但凡你看過(guò)汽車相關(guān)的視頻、讀過(guò)文章,或是聽(tīng)過(guò)汽車發(fā)燒友侃車,大概率都聽(tīng)過(guò)這幾個(gè)詞:渦輪增壓、機(jī)械增壓和自然吸氣。結(jié)合語(yǔ)境,你大概能猜到它們都和發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān),單從字面感受來(lái)看,渦輪和機(jī)械增壓似乎能讓車子跑得更快。
但這些詞匯到底是什么意思?今天我們就為大家解開(kāi)其中的奧秘。
自然吸氣

當(dāng)人們稱一臺(tái)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為“自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)”時(shí),意思很簡(jiǎn)單:這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有搭載渦輪增壓器或機(jī)械增壓器(順帶一提,這兩種裝置統(tǒng)稱為“強(qiáng)制進(jìn)氣系統(tǒng)”)。僅此而已,**無(wú)強(qiáng)制進(jìn)氣裝置**就是它的定義。
自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理,是讓空氣與燃油混合,在氣缸內(nèi)產(chǎn)生小型爆燃,進(jìn)而推動(dòng)活塞快速上下(少數(shù)機(jī)型為左右)運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),最終驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是汽車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理的通俗解釋。
更簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō):油氣混合后發(fā)生爆燃,帶動(dòng)氣缸內(nèi)活塞運(yùn)動(dòng),活塞運(yùn)動(dòng)讓曲軸旋轉(zhuǎn),最終推動(dòng)車輛前進(jìn)。而自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),就是指在“油氣爆燃做功”這一環(huán)節(jié),完全無(wú)需風(fēng)扇或任何空氣增壓裝置輔助的發(fā)動(dòng)機(jī)。
自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)能為駕駛者帶來(lái)更**線性的油門響應(yīng)**:腳下踩下油門的深度,與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提升幅度呈直觀的正比關(guān)系。而渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的這一對(duì)應(yīng)關(guān)系則更趨近曲線,駕駛體驗(yàn)的可預(yù)判性更低,也少了幾分純粹的機(jī)械質(zhì)感。
不過(guò)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),尤其是市面上最常見(jiàn)的小排量機(jī)型,有一個(gè)明顯的駕駛短板:想要獲得澎湃的動(dòng)力,就必須把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速拉得很高。這種高轉(zhuǎn)發(fā)力的特性雖有獨(dú)特的駕駛魅力,卻并不省油;如果你的核心需求只是純粹的速度,那自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)通常并非最優(yōu)選擇。
但在部分汽車愛(ài)好者圈層中,自然吸氣車型如今卻更受推崇,究其原因,是其更純粹的駕駛特性與機(jī)械質(zhì)感——這就像用鑄鐵鍋?zhàn)鲲垼陀貌讳P鋼鍋、不粘鍋烹飪的體驗(yàn)截然不同。當(dāng)然,如今新款車型中的自然吸氣版本已十分少見(jiàn),這也是它愈發(fā)受追捧的重要原因。
如果你的愛(ài)車是2012年左右及之前生產(chǎn)的,且并非廠家主打性能的渦輪增壓版本,那它的發(fā)動(dòng)機(jī)大概率就是自然吸氣的。而在過(guò)去十幾年里,渦輪增壓技術(shù)已然在汽車行業(yè)大行其道。
渦輪增壓

渦輪增壓器是一個(gè)內(nèi)置風(fēng)扇、形似金屬蝸牛的機(jī)械部件。它會(huì)收集原本會(huì)被直接排出車外的廢氣,利用廢氣的沖擊力帶動(dòng)**渦輪葉輪**旋轉(zhuǎn),而渦輪葉輪又會(huì)聯(lián)動(dòng)另一側(cè)的**壓氣機(jī)葉輪**同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
壓氣機(jī)葉輪會(huì)從外界吸入空氣,并將其強(qiáng)行泵入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。這一過(guò)程能讓進(jìn)入氣缸的空氣密度大幅提升,油氣混合后的爆燃會(huì)更劇烈,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出也隨之增強(qiáng)。簡(jiǎn)而言之,渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)利用自身排出的廢氣實(shí)現(xiàn)空氣增壓,為氣缸泵入更多空氣,從而釋放出更強(qiáng)勁的動(dòng)力。
渦輪增壓的一大標(biāo)志性特征(也算是賣點(diǎn),因人而異),是其工作時(shí)的獨(dú)特聲浪:渦輪建立壓力時(shí),會(huì)發(fā)出清脆的哨鳴聲;而當(dāng)你松開(kāi)油門,泄壓閥(若車輛配備)釋放壓縮空氣時(shí),又會(huì)傳來(lái)“嘶——”的泄壓聲。順帶一提,“雙渦輪增壓(twin turbos/bi-turbo)”,就是指一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)搭載兩個(gè)渦輪增壓器;而“四渦輪增壓”則極其罕見(jiàn),就連布加迪這樣的超跑品牌也鮮有采用。
渦輪增壓技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于:車企能借此打造出動(dòng)力表現(xiàn)不輸甚至超越老款大排量車型的新車,同時(shí)還能滿足日益嚴(yán)苛的油耗排放標(biāo)準(zhǔn)。在正常駕駛,或是符合美國(guó)環(huán)保署測(cè)試循環(huán)的工況下,小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性,要優(yōu)于同級(jí)別大排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。但如果激烈駕駛,它的油耗表現(xiàn)就會(huì)大打折扣。
老式渦輪增壓車型的一大通病,是業(yè)內(nèi)所說(shuō)的**渦輪遲滯**。早期的渦輪增壓器需要一定時(shí)間才能完成起壓,在渦輪介入前,發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)顯得動(dòng)力疲軟;而一旦渦輪建立起壓力,發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩又會(huì)驟然飆升。這種突如其來(lái)的扭矩爆發(fā),在當(dāng)時(shí)就褒貶不一,如今看來(lái)雖頗具戲劇性,但說(shuō)實(shí)話,若是在過(guò)彎途中遇到這種情況,還是會(huì)讓人感到些許驚險(xiǎn)。
不過(guò)現(xiàn)代渦輪增壓車型,早已擺脫了渦輪遲滯的困擾。得益于小尺寸高響應(yīng)渦輪、缸內(nèi)直噴技術(shù),甚至是混動(dòng)電機(jī)輔助起壓的渦輪技術(shù),如今的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎能做到扭矩瞬間爆發(fā),且全程持續(xù)輸出。遲滯基本消失,扭矩?zé)o驟然飆升,駕駛時(shí)也不會(huì)再有突如其來(lái)的動(dòng)力變化。這讓車輛在任何轉(zhuǎn)速區(qū)間都能擁有充沛的動(dòng)力,一腳油門下去,動(dòng)力隨叫隨到,但也正因如此,少了幾分駕駛的樂(lè)趣。
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)也存在其他弊端:結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化會(huì)導(dǎo)致制造成本上升,且可靠性也會(huì)受一定影響。誠(chéng)然,隨著規(guī)模化生產(chǎn),現(xiàn)代渦輪增壓器的成本正不斷降低,耐用性也在提升,但在其他條件相同的情況下,結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、工作溫度更高、承受壓力更大、故障點(diǎn)更多的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),其購(gòu)置和維護(hù)成本,都會(huì)高于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
即便如此,如今渦輪增壓技術(shù)已遍布各類新款車型,無(wú)論是低趴的超級(jí)跑車、全尺寸皮卡,還是小型經(jīng)濟(jì)型兩廂車,都能看到它的身影。到2026年,四缸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),已然成為普通家用車的標(biāo)配。
機(jī)械增壓

相較于渦輪增壓,機(jī)械增壓的應(yīng)用范圍要小得多,但二者的核心目的一致:通過(guò)壓縮空氣、為發(fā)動(dòng)機(jī)泵入更多空氣來(lái)提升動(dòng)力,只是機(jī)械增壓采用的是純機(jī)械驅(qū)動(dòng)的原理。
和渦輪增壓器類似,機(jī)械增壓器(坊間也常稱其為“鼓風(fēng)機(jī)”)同樣會(huì)從外界吸入空氣,并將其壓入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室,讓油氣爆燃更劇烈。但不同的是,機(jī)械增壓器的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力并非來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣,而是由連接在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的皮帶輪系統(tǒng)提供。也就是說(shuō),發(fā)動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)車輪的同時(shí),還要帶動(dòng)機(jī)械增壓器運(yùn)轉(zhuǎn),為自身泵入更多空氣。
機(jī)械增壓器主要分為三種類型:羅茨式、雙螺桿式和離心式。三者的核心區(qū)別,在于內(nèi)部對(duì)吸入空氣的輸送和壓縮方式不同。羅茨式和雙螺桿式均依靠一對(duì)相互嚙合的長(zhǎng)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)來(lái)壓縮空氣,其中雙螺桿式是羅茨式的升級(jí)版本,結(jié)構(gòu)更精巧,能在內(nèi)部完成空氣壓縮,工作效率更高,且工作溫度更低。
而離心式機(jī)械增壓器,則搭載了一個(gè)和渦輪增壓器類似的壓氣葉輪。無(wú)論采用哪種壓縮方式,機(jī)械增壓器的核心特征都是:其旋轉(zhuǎn)部件的動(dòng)力,完全由發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶和滑輪提供,而非廢氣。
正因機(jī)械增壓器的動(dòng)力來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)本身,而非排出的廢氣,它能幾乎瞬間提供額外的增壓效果。這意味著,無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)處于何種轉(zhuǎn)速,車輛都能獲得充沛的推力——羅茨式和雙螺桿式機(jī)械增壓器,并不會(huì)改變自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩曲線走勢(shì),只是將整個(gè)扭矩曲線向上抬升,讓全轉(zhuǎn)速區(qū)間的扭矩都同步提升。
但也正因?yàn)闄C(jī)械增壓器需要依靠發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng),它存在一個(gè)最大的弊端:會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗。這種**寄生損耗**讓機(jī)械增壓器成為了純粹為提升性能而生的配置,毫無(wú)燃油經(jīng)濟(jì)性可言。
機(jī)械增壓器最具辨識(shí)度的特點(diǎn),莫過(guò)于其工作時(shí)發(fā)出的獨(dú)特聲浪:一聲高亢的嘯叫聲。但凡聽(tīng)過(guò)道奇地獄貓飛馳而過(guò)的人,都會(huì)對(duì)這個(gè)聲音印象深刻。這是一種充滿機(jī)械質(zhì)感、野性十足,甚至近乎狂放的聲浪,也正因如此,它深受美式肌肉車及同類性能車愛(ài)好者的喜愛(ài)。
你一定在影視劇中見(jiàn)過(guò)這樣的畫面:多米尼克·托雷托的道奇戰(zhàn)馬,引擎蓋處霸氣地凸起一個(gè)裝置,上面有三個(gè)進(jìn)氣口,還能隱約看到皮帶輪系統(tǒng)——這個(gè)裝置,就是機(jī)械增壓器。
相關(guān)閱讀
熱門文章
2026款本田Pilot:穩(wěn)中求進(jìn),實(shí)力依舊
