众所周知，内燃机需要燃料和空气才能运转。燃料储存在油箱中，需要定期补充。空气则从周围大气中充足供应，在海平面气压下以14.7磅/平方英寸的压力提供。
这种方式运作良好，但这是将空气压入发动机所能获得的全部压力。当您在美国西部许多州的高山隘口攀登大陆分水岭时，您获得的压力更小（相应地功率也会降低）。
如果能提高这个压力呢？如果能将更多空气连同更多燃料一起压入车辆发动机呢？啊…这就是机械增压器。这些奇妙的装置能够压缩更多空气进入汽车发动机的进气系统，配合适量的燃料，可以将发动机功率提升50%至75%。
那么，什么是机械增压器？机械增压器（有时也称为鼓风机或压缩机）是如何诞生的？机械增压器有哪些类型？让我们来回答这些问题。
什么是机械增压器？
机械增压器是一种由发动机（或电动机）驱动的装置，它能增加进入发动机的空气流量，从而提高该发动机的功率输出。从汽车、卡车以及是的，飞机推进用内燃机发展的早期阶段开始，机械增压器就已成为其历史的一部分。
原因非常明显：增压是一种相对简单的方法，可以显著增加几乎所有内燃机设计的功率输出，无论是二冲程还是四冲程，汽油机还是柴油机。哪个务实的工程师或热心的车主能抵挡这样的诱惑呢？
让我们来看看机械增压器的类型、它们是如何诞生的，以及它们如何大幅增加进入发动机的空气流量。
机械增压器的类型
#1 – 罗茨鼓风机
让我们回溯历史，回到大多数人的交通工具还需要大型四足动物提供动力的时代。1860年，罗茨兄弟设计并获得了一种用于高炉和其他几种应用的机械通风装置的专利。这是构建相对高效的容积式鼓风机的最早尝试之一。
它使用了安装在平行轴上的两个三叶瓣状转子。事实证明，它在移动大量空气方面非常有效。
罗茨鼓风机迅速发展，大约在1885年首次出现在戈特利布·戴姆勒获得专利的发动机设计中。其在量产车上的使用首次发生在大约1921年，由梅赛德斯制造的德国豪华轿车。
事实证明，这些早期的机械增压器可以将发动机功率提高30%至40%，而对当时的发动机几乎无需进行其他改动。
戴姆勒的设计很快在街车和赛车上流行起来。梅赛德斯、阿尔法·罗密欧和布加迪都让人回想起使用这项技术在比赛中取得的成功。
罗茨鼓风机的设计主要由通用汽车（底特律柴油机公司）在1930年代末针对二冲程柴油卡车发动机进行了改进。这些鼓风机随后经常被应用于汽车赛车发动机。
此类应用至今仍很常见。例如，在直线加速赛道上，经常能看到发动机顶部装有罗茨式机械增压器的直线加速赛车。
#2 – 螺杆压缩机
继罗茨兄弟开辟道路之后，1878年，德国设计师海因里希·克里格获得了螺杆压缩机的专利。与罗茨鼓风机类似，它使用两根平行轴，但其转子的螺杆形状使其能够产生高得多的增压压力。
然而，制造的复杂性使其广泛的工业和汽车应用推迟了数十年。
1930年代中期，瑞典工程师阿尔夫·利肖姆带来了降低螺杆设计成本的关键制造技术。这种类型的压缩机很快在空调领域以及其他需要高效率高压输出的工业领域找到了市场。
在汽车世界，螺杆压缩机如今有时被称为双螺杆机械增压器。
#3 – 离心式机械增压器
第三种类型的机械增压器是离心式。20世纪初，法国设计师路易·雷诺获得了用于汽车应用的第一个离心式机械增压器的专利。大约三年内，美国赛车制造商李·查德威克采用了雷诺的设计，堆叠了三级（三个转子），并开始了驾驶强力爬山赛车的成功生涯。
如今的离心式增压器仅使用一个带有复杂弯曲叶片的涡轮，安装在蜗壳状外壳内。空气在靠近外壳中心处进入叶轮。带有旋转叶片的轮子将空气甩到外壳的外部通道，同时增加空气的速度。
随后，空气流经直径增大的扩压器，流速减慢，压力升高。然后，这种高压空气通过进气系统被强制送入发动机。
这种类型机械增压器的主要优点是其相对简单。基本上只有一个运动部件——叶轮。由于叶轮在具有相对较大间隙的外壳内旋转，其制造成本相当低。
所有这些类型的机械增压器都由发动机直接驱动。使用齿轮驱动系统或简单得多的皮带驱动时，机械增压器的速度以及增压压力会随着发动机转速的增加而成比例增加。
输送到发动机的输出压力可以根据驾驶员的动力需求而变化，这是通过使用在需要释放增压压力时打开的旁通阀来实现的。来自这些机械增压器的空气流量输出由车辆的动力总成控制模块（PCM）与燃油喷射流量联动调节。
受益于增压技术的量产汽车包括：1950年代初使用帕克斯顿鼓风机的历史悠久的斯图贝克、福特谢尔比野马，以及受欢迎的中置发动机汽车道奇。
使用紧凑的螺杆机械增压器，道奇的一些街车可以轻松产生超过800制动马力。驾驶任何一辆这些惊人的车辆时，都需要谨慎控制右脚。
#4 – 电动机械增压器
正在兴起的第四种类型机械增压器是电动式。上述三种鼓风机配置中的每一种都可以由高效永磁直流电机驱动。这种布置使得增压速度可以由车辆的PCM根据发动机的空气需求持续调节。
用于旋转机械增压器内部部件的电动机，是比机械驱动中使用的复杂皮带或齿轮简单得多的驱动系统。与传统机械驱动式机械增压器相比，这具有降低成本和提高可靠性的潜力。
增压如何使航空业受益
尽管以美元计算成本高昂，并且就可怕的人员损失而言是悲剧性的，但战争已成为许多技术进步的试验场。增压技术也是如此。
在第二次世界大战中，对能够到达高空的飞机的需求变得至关重要。自然吸气的活塞发动机飞机无法在远高于20,000英尺的稀薄空气中有效运行。
机械增压器使得这些战时