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自從發(fā)動(dòng)機(jī)面世以來，工程師們一直想方設(shè)法提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，為的式讓發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)能充盈盡可能多的空氣，讓更多的氧分子參與燃燒，進(jìn)而產(chǎn)生出更多的能量。而為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)充氣量，除了制造更大排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，增加參與燃燒的空氣體積以外，另一種方法就是提高相同排量下，增加氣缸內(nèi)的空氣的分子數(shù)，也就是令更多的空氣分子進(jìn)入到氣缸之中。但對于依靠氣缸內(nèi)與氣缸外的氣壓差來為氣缸充氣的自然進(jìn)氣方式，氣缸的充氣氣壓絕對不可能超過一個(gè)大氣壓力，這也是自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的物理極限，那如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率呢?從自然吸氣的原理可以知道，唯一的做法是強(qiáng)制性地向燃燒室“泵”入更多的空氣，而不是依靠活塞下行被動(dòng)地“吸”入空氣。這就是強(qiáng)制進(jìn)氣(Forced Intake)誕生的基本思路。強(qiáng)制進(jìn)氣的方式，被分為機(jī)械增壓以及渦輪增壓。目前我們聽說比較多的是渦輪增壓，在此也不再贅述了;而機(jī)械增壓則是另一種強(qiáng)制進(jìn)氣的形式，它的總體工作原理是，由曲軸皮帶輪帶動(dòng)泵氣機(jī)，將空氣壓縮至超過一個(gè)大氣壓力，并送入氣缸內(nèi)參與燃燒。

機(jī)械增壓器(Supercharger)是機(jī)械增壓系統(tǒng)的核心。大家都知道渦輪增壓器，其葉片是由廢氣“吹”得轉(zhuǎn)動(dòng)的，而機(jī)械增壓器則是其皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸皮帶盤，以皮帶連接，利用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過皮帶將旋轉(zhuǎn)傳遞給增壓器，帶動(dòng)機(jī)械增壓器內(nèi)部葉片，以產(chǎn)生增壓空氣送入引擎進(jìn)氣歧管內(nèi)，以此達(dá)到提高充氣效率的目的。機(jī)械增壓器是從曲軸直接獲取動(dòng)力的，所以機(jī)械增壓自身會(huì)占用掉發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，而且機(jī)械增壓本體根據(jù)其結(jié)構(gòu)的分別，增壓效率也大有不同。
發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過皮帶帶動(dòng)機(jī)械增壓器皮帶輪旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力傳遞到主動(dòng)軸上的主動(dòng)齒輪帶動(dòng)從動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子也由此開始旋轉(zhuǎn)，空氣通過轉(zhuǎn)子凸緣集中起來吸入，由于轉(zhuǎn)子具有錐度，空氣從增壓器進(jìn)氣口流向排氣口，氣道會(huì)變小。隨著氣道的收縮，空氣便被壓入到更小的空間，使得空氣的壓縮可以連續(xù)進(jìn)行。

機(jī)械增壓器的類型

根據(jù)構(gòu)造不同，機(jī)械增壓器曾經(jīng)出現(xiàn)過許多種類型，包括：撞風(fēng)式、魯式 (Roots)、雙螺旋式和離心式等。它們的主要區(qū)別在于將空氣吸入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的方式不同。魯式和雙螺旋式機(jī)械增壓器使用不同類型的嚙合凸緣，而離心式機(jī)械增壓器則是使用葉輪的旋轉(zhuǎn)吸入空氣。

撞風(fēng)增壓
撞風(fēng)增壓是最簡單的增壓方式，效果也是最差的。將進(jìn)氣口朝向前方，利用車速將更多的空氣裝入進(jìn)氣管路內(nèi)。車速越高，增壓效果越好。F1賽車在200Km/h的速度下，撞風(fēng)進(jìn)氣口可以讓引擎提高約20匹馬力。

優(yōu)勢：高速時(shí)可以增壓、結(jié)構(gòu)簡單
劣勢：低速時(shí)增壓效果小

魯氏(Roots)機(jī)械增壓器

魯氏機(jī)械增壓器是機(jī)械增壓家族中最先設(shè)計(jì)的，早在1860年由Philander和Francis Roots發(fā)明并申請了設(shè)計(jì)專利，最先的目的是用于礦井內(nèi)部通道的通風(fēng)。在內(nèi)燃機(jī)發(fā)明后，1900年，Gottleib Daimler首次在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中安裝了魯氏機(jī)械增壓器。

魯氏壓縮機(jī)中的有兩個(gè)凸緣轉(zhuǎn)子，它們相互嚙合。當(dāng)主動(dòng)軸嚙合被動(dòng)軸凸緣旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸緣之間產(chǎn)生真空或負(fù)壓，由此空氣會(huì)被吸入，然后在增壓器進(jìn)氣口和其排氣口之間傳送。大量的空氣將進(jìn)入進(jìn)氣歧管，并累積起來產(chǎn)生正壓力。但這種設(shè)計(jì)的增壓器并不是連續(xù)不斷地吸入空氣，而是間歇式的吸入(雖然間歇很短但不能忽略)，而且轉(zhuǎn)子凸緣體笨重，需消耗較多的曲軸扭矩，效率并不高，而且這類增壓器的壓縮空氣排出壓縮機(jī)時(shí)會(huì)發(fā)出轟鳴聲，一般需要安裝降噪裝置以降低噪音。

魯式機(jī)械增壓器通常體積都比較大，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的頂部。因?yàn)榭梢匝b在發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的外面，所以它們在大馬力的汽車中很受歡迎。不過，它卻是效率最低的機(jī)械增壓器，原因有兩方面：一方面它重量較大，增加了轎車的重量，另一方面則是只能間歇地吸入空氣，并不能順暢地連續(xù)吸入空氣。

優(yōu)勢：成本低
劣勢：效率低、增壓值低、消耗功率大、噪音大

雙螺旋式機(jī)械增壓器

雙螺旋式機(jī)械增壓器又被稱為羅茨鼓風(fēng)機(jī)，和魯氏機(jī)械增壓器十分相似，雙螺旋式機(jī)械增壓器通過兩根類似于一組渦輪傳動(dòng)的嚙合凸緣轉(zhuǎn)子吸入空氣，增壓器中的空氣也是通過轉(zhuǎn)子凸緣集中起來吸入的。和魯氏增壓器不同的是，雙螺旋式機(jī)械增壓器會(huì)不間斷的壓縮轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)的空氣，而不會(huì)像魯氏增壓器間歇式的吸入空氣。其原因在于這些轉(zhuǎn)子具有一定錐度，這意味著隨著空氣從增壓器進(jìn)氣口流向排氣口，氣道會(huì)變小。隨著氣道的收縮，空氣便被壓入到更小的空間，使得空氣的壓縮可以連續(xù)進(jìn)行，這樣既提高增壓器的壓縮效率，又使得增壓器不需要造得十分龐大。

由于轉(zhuǎn)子凸緣的形制的需要，在制造過程中需要進(jìn)行精密加工，使得這款增壓器的制造成本上升。與魯氏機(jī)械增壓器一樣，雙螺旋是增壓器一般都安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的上方，也有部分的會(huì)選擇安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的一側(cè)。因其工作原理與魯氏增壓器十分相似，從排氣口排出的壓縮空氣會(huì)和魯氏增壓器一樣會(huì)發(fā)出轟鳴聲，一般都須使用降噪裝置消除這些聲音。

優(yōu)勢：較高的效率、可接受的噪音
適配引擎：CTS-V、S4、XFR、ZR1

Lysholm式機(jī)械增壓器
這種增壓器的兩個(gè)轉(zhuǎn)子中，一個(gè)有凹紋、一個(gè)有凸紋?？諝庠诮?jīng)過增壓器的過程中空間越來越小，在增壓器中就被增壓了。因此可以獲得更大的增壓值。這種增壓器適用的轉(zhuǎn)速范圍較大，效率較高，但需要兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間有很好的密封才能保證增壓值。在空氣質(zhì)量不好的地區(qū)使用時(shí)，轉(zhuǎn)子被塵土等顆粒磨損后的工作效率會(huì)下降很多。 優(yōu)勢：較高的效率，較大的適用轉(zhuǎn)速范圍劣勢：容易磨損適配引擎：部分AMG引擎、福特GT

離心式機(jī)械增壓器

離心式機(jī)械增壓器通過利用葉輪的旋轉(zhuǎn)，將空氣高速吸入狹小的壓縮機(jī)殼體。其葉輪的形狀與渦輪增壓器壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子十分相似，它的轉(zhuǎn)速透過輸入軸變速器的放大，可達(dá)每分鐘5-6萬轉(zhuǎn)?？諝庠谌~輪輪轂處被吸入，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力會(huì)導(dǎo)致空氣向外擴(kuò)散。這些空氣會(huì)使葉輪處于高速低壓狀態(tài)。擴(kuò)壓器是一組環(huán)繞葉輪的固定葉片，它會(huì)將高速低壓的空氣轉(zhuǎn)換成低速高壓的空氣。當(dāng)空氣分子碰到這些葉片時(shí)，會(huì)減慢速度，從而降低氣流速度以及增加壓力。和任何離心式增壓器一樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速的時(shí)候提供很小范圍的增壓來輔助發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)減速的時(shí)候，空氣會(huì)旁通。有一點(diǎn)和魯氏、雙螺桿一樣的，就是在發(fā)動(dòng)機(jī)的任何工作速度下都能提供有效的增壓值。但由于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)要求燃油和氧氣在相對較小的比例下壓縮成混合氣并進(jìn)行燃燒，所以在低轉(zhuǎn)速的工作狀態(tài)成為了很多人關(guān)注的熱點(diǎn)，而離心式實(shí)際上在低轉(zhuǎn)速區(qū)間不能和魯氏、雙螺旋式機(jī)械增壓器一樣供給足夠的氧氣去提供燃燒，所以離心式機(jī)械增壓器被考慮用在大排量的發(fā)動(dòng)機(jī)上，而且在啟動(dòng)階段不需要過多的強(qiáng)制進(jìn)氣的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行匹配，這樣也可以避免了輪胎在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段的打滑。

離心式機(jī)械增壓器的增壓效率是上述三種機(jī)械增壓器中最高的，同時(shí)增壓后空氣的溫度一般也較前兩種高，常常需要加裝中間冷卻器以降低壓縮空氣的溫度。由于這款增壓器的體積小，重量輕，可以安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的前面而不是頂部。與其他幾款機(jī)械增壓器一樣，工作時(shí)，它也會(huì)產(chǎn)生與眾不同的轟鳴聲，如有需要也應(yīng)加裝降噪裝置。由于這款機(jī)械增壓器與渦輪增壓器高度相似，不少人會(huì)以為這是一款渦輪增壓器。但從壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式上講，它是不折不扣的機(jī)械增壓器。