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涡轮增压、机械增压与自然吸气:三者究竟有何不同?

2026-02-06 19:42

但凡你看过汽车相关的视频、读过文章,或是听过汽车发烧友侃车,大概率都听过这几个词:涡轮增压、机械增压和自然吸气。结合语境,你大概能猜到它们都和发动机有关,单从字面感受来看,涡轮和机械增压似乎能让车子跑得更快。

但这些词汇到底是什么意思?今天我们就为大家解开其中的奥秘。

自然吸气

涡轮增压、机械增压与自然吸气:三者究竟有何不同?

当人们称一台汽油发动机为“自然吸气发动机”时,意思很简单:这台发动机没有搭载涡轮增压器或机械增压器(顺带一提,这两种装置统称为“强制进气系统”)。仅此而已,**无强制进气装置**就是它的定义。

自然吸气发动机的工作原理,是让空气与燃油混合,在气缸内产生小型爆燃,进而推动活塞快速上下(少数机型为左右)运动,带动曲轴旋转,最终驱动车轮转动。这就是汽车汽油发动机工作原理的通俗解释。

更简单来说:油气混合后发生爆燃,带动气缸内活塞运动,活塞运动让曲轴旋转,最终推动车辆前进。而自然吸气发动机,就是指在“油气爆燃做功”这一环节,完全无需风扇或任何空气增压装置辅助的发动机。

自然吸气发动机能为驾驶者带来更**线性的油门响应**:脚下踩下油门的深度,与发动机的转速提升幅度呈直观的正比关系。而涡轮增压发动机的这一对应关系则更趋近曲线,驾驶体验的可预判性更低,也少了几分纯粹的机械质感。

不过自然吸气发动机,尤其是市面上最常见的小排量机型,有一个明显的驾驶短板:想要获得澎湃的动力,就必须把发动机转速拉得很高。这种高转发力的特性虽有独特的驾驶魅力,却并不省油;如果你的核心需求只是纯粹的速度,那自然吸气发动机通常并非最优选择。

但在部分汽车爱好者圈层中,自然吸气车型如今却更受推崇,究其原因,是其更纯粹的驾驶特性与机械质感——这就像用铸铁锅做饭,和用不锈钢锅、不粘锅烹饪的体验截然不同。当然,如今新款车型中的自然吸气版本已十分少见,这也是它愈发受追捧的重要原因。

如果你的爱车是2012年左右及之前生产的,且并非厂家主打性能的涡轮增压版本,那它的发动机大概率就是自然吸气的。而在过去十几年里,涡轮增压技术已然在汽车行业大行其道。

涡轮增压

涡轮增压、机械增压与自然吸气:三者究竟有何不同?

涡轮增压器是一个内置风扇、形似金属蜗牛的机械部件。它会收集原本会被直接排出车外的废气,利用废气的冲击力带动**涡轮叶轮**旋转,而涡轮叶轮又会联动另一侧的**压气机叶轮**同步转动。

压气机叶轮会从外界吸入空气,并将其强行泵入发动机的燃烧室。这一过程能让进入气缸的空气密度大幅提升,油气混合后的爆燃会更剧烈,发动机的动力输出也随之增强。简而言之,涡轮增压发动机会利用自身排出的废气实现空气增压,为气缸泵入更多空气,从而释放出更强劲的动力。

涡轮增压的一大标志性特征(也算是卖点,因人而异),是其工作时的独特声浪:涡轮建立压力时,会发出清脆的哨鸣声;而当你松开油门,泄压阀(若车辆配备)释放压缩空气时,又会传来“嘶——”的泄压声。顺带一提,“双涡轮增压(twin turbos/bi-turbo)”,就是指一台发动机搭载两个涡轮增压器;而“四涡轮增压”则极其罕见,就连布加迪这样的超跑品牌也鲜有采用。

涡轮增压技术的核心优势在于:车企能借此打造出动力表现不输甚至超越老款大排量车型的新车,同时还能满足日益严苛的油耗排放标准。在正常驾驶,或是符合美国环保署测试循环的工况下,小排量涡轮增压发动机的燃油经济性,要优于同级别大排量自然吸气发动机。但如果激烈驾驶,它的油耗表现就会大打折扣。

老式涡轮增压车型的一大通病,是业内所说的**涡轮迟滞**。早期的涡轮增压器需要一定时间才能完成起压,在涡轮介入前,发动机会显得动力疲软;而一旦涡轮建立起压力,发动机的扭矩又会骤然飙升。这种突如其来的扭矩爆发,在当时就褒贬不一,如今看来虽颇具戏剧性,但说实话,若是在过弯途中遇到这种情况,还是会让人感到些许惊险。

不过现代涡轮增压车型,早已摆脱了涡轮迟滞的困扰。得益于小尺寸高响应涡轮、缸内直喷技术,甚至是混动电机辅助起压的涡轮技术,如今的涡轮增压发动机几乎能做到扭矩瞬间爆发,且全程持续输出。迟滞基本消失,扭矩无骤然飙升,驾驶时也不会再有突如其来的动力变化。这让车辆在任何转速区间都能拥有充沛的动力,一脚油门下去,动力随叫随到,但也正因如此,少了几分驾驶的乐趣。

涡轮增压发动机也存在其他弊端:结构的复杂化会导致制造成本上升,且可靠性也会受一定影响。诚然,随着规模化生产,现代涡轮增压器的成本正不断降低,耐用性也在提升,但在其他条件相同的情况下,结构更复杂、工作温度更高、承受压力更大、故障点更多的涡轮增压发动机,其购置和维护成本,都会高于自然吸气发动机。

即便如此,如今涡轮增压技术已遍布各类新款车型,无论是低趴的超级跑车、全尺寸皮卡,还是小型经济型两厢车,都能看到它的身影。到2026年,四缸涡轮增压发动机,已然成为普通家用车的标配。

机械增压

涡轮增压、机械增压与自然吸气:三者究竟有何不同?

相较于涡轮增压,机械增压的应用范围要小得多,但二者的核心目的一致:通过压缩空气、为发动机泵入更多空气来提升动力,只是机械增压采用的是纯机械驱动的原理。

和涡轮增压器类似,机械增压器(坊间也常称其为“鼓风机”)同样会从外界吸入空气,并将其压入发动机燃烧室,让油气爆燃更剧烈。但不同的是,机械增压器的旋转动力并非来自发动机废气,而是由连接在发动机曲轴上的皮带轮系统提供。也就是说,发动机在驱动车轮的同时,还要带动机械增压器运转,为自身泵入更多空气。

机械增压器主要分为三种类型:罗茨式、双螺杆式和离心式。三者的核心区别,在于内部对吸入空气的输送和压缩方式不同。罗茨式和双螺杆式均依靠一对相互啮合的长转子同步旋转来压缩空气,其中双螺杆式是罗茨式的升级版本,结构更精巧,能在内部完成空气压缩,工作效率更高,且工作温度更低。

而离心式机械增压器,则搭载了一个和涡轮增压器类似的压气叶轮。无论采用哪种压缩方式,机械增压器的核心特征都是:其旋转部件的动力,完全由发动机通过皮带和滑轮提供,而非废气。

正因机械增压器的动力来源于发动机本身,而非排出的废气,它能几乎瞬间提供额外的增压效果。这意味着,无论发动机处于何种转速,车辆都能获得充沛的推力——罗茨式和双螺杆式机械增压器,并不会改变自然吸气发动机的扭矩曲线走势,只是将整个扭矩曲线向上抬升,让全转速区间的扭矩都同步提升。

但也正因为机械增压器需要依靠发动机动力驱动,它存在一个最大的弊端:会增加发动机的燃油消耗。这种**寄生损耗**让机械增压器成为了纯粹为提升性能而生的配置,毫无燃油经济性可言。

机械增压器最具辨识度的特点,莫过于其工作时发出的独特声浪:一声高亢的啸叫声。但凡听过道奇地狱猫飞驰而过的人,都会对这个声音印象深刻。这是一种充满机械质感、野性十足,甚至近乎狂放的声浪,也正因如此,它深受美式肌肉车及同类性能车爱好者的喜爱。

你一定在影视剧中见过这样的画面:多米尼克·托雷托的道奇战马,引擎盖处霸气地凸起一个装置,上面有三个进气口,还能隐约看到皮带轮系统——这个装置,就是机械增压器。

责任编辑:枯川

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