众所周知，内燃机需要燃料和空气才能运行。燃料储存在燃料箱中，需要定期补充。空气则由我们周围的大气充足供应，在海平面压力为14.7磅/平方英寸。
这运行得很好，但这是推动空气进入发动机的全部压力。当您驾驶众多西部州份的高山通道穿越大陆分水岭时，您将获得更少的压力（伴随着更低的功率）。
要是我们能增加这个压力就好了。要是我们能将更多空气与更多燃料一起压入车辆发动机就好了。啊…增压器。这些卓越的设备可以将更多空气压缩到您汽车发动机的进气系统中，配合适量的燃料，可以将发动机功率提高50%至75%。
什么是增压器？增压器（有时称为鼓风机或压缩机）是如何诞生的？有多少种类型的增压器？让我们来回答这些问题。
什么是增压器？
增压器是一种由发动机（或电动机）驱动的装置，可增加流向发动机的空气流量，从而提高该发动机的功率。自从内燃机发展的早期阶段用于驱动汽车、卡车以及飞机以来，增压器一直是这段历史的一部分。
原因相当明显。增压是显著提高几乎所有内燃机设计功率的相对简单的方法，无论是二冲程还是四冲程，汽油还是柴油。哪个务实的工程师或热情的车主能抗拒这样的诱惑呢？
让我们来看看增压器的类型、它们是如何诞生的，以及它们如何工作以显著增加流向发动机的空气流量。
增压器类型
#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用于高炉和若干其他应用的机械通风装置的专利。这是构建相对高效的容积式风扇的早期尝试之一。
它使用了两个安装在平行轴上的三叶啮合转子。事实证明，它在移动大量空气方面非常有效。
罗茨风扇迅速发展，并首次出现在戈特利布·戴姆勒约1885年获得专利的发动机设计中。它在量产汽车中的首次应用大约在1921年，由梅赛德斯制造的德国豪华汽车使用。
这些早期的增压器被证明能够为当时的发动机增加高达30%至40%的功率，而无需对发动机进行太多其他改动。
戴姆勒的设计很快在街道和赛车中流行起来。梅赛德斯、阿尔法·罗密欧和布加迪因其使用该技术的赛车成功而闻名。
罗茨鼓风机的设计由通用汽车（底特律柴油机公司）在1930年代末主要针对二冲程柴油卡车发动机进行了改进。这些鼓风机后来经常应用于汽车赛车发动机。
此类应用至今仍然广泛存在。例如，在直线加速赛道上，常见到使用罗茨式增压器 perched on 巨大发动机的直线加速赛车。
#2 – 螺杆式压缩机
沿着罗茨兄弟开创的道路，1878年，德国设计师海因里希·克里加尔获得了螺杆压缩机的专利。与罗茨鼓风机类似，它使用两个平行轴，但由于其转子的螺杆形状，能够产生更高的压力提升。
然而，制造的复杂性使其广泛的工业和汽车应用推迟了几十年。
一位瑞典工程师阿尔夫·利肖姆在1930年代中期带来了关键的制造技术，降低了螺杆设计的成本。这种类型的压缩机很快在空调领域以及其他需要高效高压输出的行业找到了 niche。
在汽车世界，螺杆增压器有时今天被称为双螺杆增压器。
#3 – 离心式增压器
第三种类型的增压器是离心式。在1900年代初期，法国设计师路易·雷诺获得了第一个用于汽车的离心式增压器专利。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），并开始了成功的职业生涯，驾驶强大的爬山赛车。
今天的离心式增压器仅使用单个涡轮，其内部装有复杂弯曲的叶片，安装在一个蜗壳形状的外壳内。空气在靠近外壳中心处进入叶轮。旋转的叶片将其甩向外壳的外部通道，同时增加空气速度。
然后空气通过直径逐渐增大的扩散器，该扩散器减慢流速并增加压力。随后，这种高压空气被强制通过进气系统进入发动机。
这种类型增压器的一个主要优点是相对简单。它基本上只有一个移动部件，即叶轮。叶轮在具有相对较大间隙的外壳内旋转，这使得其制造成本相当低。
所有这些类型的增压器都由发动机直接驱动。使用齿轮驱动系统或更简单的皮带驱动，使得增压器速度以及因此的增压压力随发动机速度的增加而成比例增加。
流向发动机的输出压力可以根据驾驶员的功率需求而变化，这是通过使用一个在需要释放过压时打开的旁通阀实现的。这些增压器的空气流量输出与燃油喷射流量由车辆的动力总成控制模块（PCM）协同调节。
受益于增压技术的量产汽车包括1950年代早期使用帕克斯顿鼓风机的历史悠久的斯图贝克汽车、福特谢尔比野马以及流行的道奇前置发动机汽车。
使用紧凑的螺杆增压器，一些道奇街道车辆轻松产生超过800制动马力。驾驶这些令人惊叹的汽车中的任何一辆时，都需要谨慎使用右脚。
#4 – 电动驱动增压器
第四种正在出现的增压器类型是电动驱动。上述三种鼓风机配置中的每一种都可以由高效的水磁直流电动机驱动。这种安排允许增压速度由车辆的PCM根据发动机的空气需求持续调整。
使用电动机来旋转增压器内部部件是一个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。与旧的机械驱动增压器相比，这可能会降低成本并提高可靠性。
增压如何使航空工业受益
尽管在金钱上代价高昂，并在可怕的人员损失方面是悲剧性的，但战争一直是许多技术进步试验场。增压技术也是如此。
第二次世界大战期间，对能够达到高海拔的飞机的需求日益增长。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。
增压器在这些战时战斗机和轰炸机中变得普遍，使其能够达到高达50,000英尺的高度。在这样的高度下，飞机的速度和航程也得到了极大改善。
增压器下方的发动机
增压可以提高许多不同类型发动机的燃烧压力和功率输出。这些压力和功率的增加总是伴随着显著更高的发动机温度和内部结构负荷。
设计者必须通过改进发动机冷却和润滑、改进发动机缸体和内部部件的冶金技术以及更高质量的燃料来弥补这一点。这些技术进步已经传承到我们今天驾驶的汽车和卡车上。