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機(jī)械增壓器由增壓器本體（空氣壓縮機(jī)）、輸入軸變速機(jī)構(gòu)（如齒輪變速器、液態(tài)變速器等，“魯式”增壓器沒有此裝置）、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（如皮帶輪+皮帶或鏈條輪+鏈條）等結(jié)構(gòu)組成，如果需要還會(huì)安裝冷卻器來冷卻壓縮空氣。^[1]

運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過鏈條或皮帶驅(qū)動(dòng)增壓器本體中鼓入空氣，經(jīng)壓縮的空氣冷卻后進(jìn)入引擎的燃燒室中，與燃料混合，并壓縮點(diǎn)火做功。由于壓縮機(jī)的動(dòng)力來自于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，引擎的功率會(huì)有一定的損耗，但也因此，裝備機(jī)械增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)不存在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)常有的渦輪遲滯現(xiàn)象。除此之外由于增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升降程度與曲軸的是同步的，因此泄壓閥也成了非必需品。輸入軸變速機(jī)構(gòu)，以齒輪變速器為例，變速器由皮帶輪/鏈條輪、主動(dòng)齒輪、壓縮機(jī)齒輪及殼體組成，一般會(huì)與增壓器本體一體化。傳動(dòng)用的傳動(dòng)帶/傳動(dòng)鏈纏繞在皮帶輪/鏈條輪上，皮帶輪/鏈條輪連接在一個(gè)主動(dòng)齒輪上。而主動(dòng)齒輪則會(huì)旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)齒輪。壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子可以有多種設(shè)計(jì)，但它的任務(wù)是吸入空氣，將空氣壓入更小的空間，并注入進(jìn)氣岐管中。如果增壓器的增壓值較高、僅依靠進(jìn)氣管仍不足以帶走壓縮空氣的熱量的，還需要在進(jìn)氣道安裝冷卻器以冷卻壓縮空氣。一般來說，機(jī)械增壓器平均可提高46%的馬力和31%的扭矩，但一些技術(shù)力量較強(qiáng)的廠商能使之提高50%-99%的馬力及扭矩。

機(jī)械增壓器有三種：魯式（Roots）、雙螺旋式和離心式。它們的主要區(qū)別在于壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)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來吸取空氣，而離心式機(jī)械增壓器使用葉輪吸入空氣，有些類似于渦輪增壓器。盡管這三種設(shè)計(jì)都能產(chǎn)生增壓效果，但在效率上卻有很大差別。

魯式機(jī)械增壓器的設(shè)計(jì)。在1860年由Philander和Francis Roots發(fā)明并申請(qǐng)了設(shè)計(jì)，目的是幫助礦井通道通風(fēng)的機(jī)器，而非內(nèi)燃機(jī)增壓器（當(dāng)時(shí)內(nèi)燃機(jī)還沒被發(fā)明）。內(nèi)燃機(jī)發(fā)明后，1900年，Gottleib Daimler（戴姆勒汽車的創(chuàng)始人，日后與早期的奔馳合并為戴姆勒-奔馳）在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中安裝了“魯式”機(jī)械增壓器。

壓縮機(jī)中的有兩個(gè)凸緣轉(zhuǎn)子，它們相互嚙合。一般動(dòng)力輸入軸只連接一個(gè)凸緣，另一凸緣由連接輸入軸的凸緣帶動(dòng)。當(dāng)嚙合凸緣旋轉(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。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（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。

這種增壓器一般體積龐大，常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的頂部。一般多用于大型車。也深受以往的重度改裝的美式肌肉車喜愛。

類似于“魯式”機(jī)械增壓器，雙螺旋式機(jī)械增壓器/羅茨風(fēng)機(jī)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。但不同的是，雙螺旋式機(jī)械增壓器還會(huì)壓縮轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)的空氣。其原因在于這些轉(zhuǎn)子具有錐度，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，提高增壓器的效率，使得增壓器不需要造得十分龐大。

不過，因轉(zhuǎn)子凸緣的形制需要，在制造過程中需要精密的加工，這增加了增壓器的制造成本。有些雙螺旋式機(jī)械增壓器與魯式機(jī)械增壓器一樣，也放在發(fā)動(dòng)機(jī)的上方，當(dāng)然也可以放置在引擎的一側(cè)。因原理與“魯式”增壓器的相似性，從排氣口排出的壓縮空氣和“魯式”增壓器一樣會(huì)呼呼作響，因此必須使用降噪技術(shù)消除這些聲音。

離心式機(jī)械增壓器利用葉輪（一種類似于轉(zhuǎn)子的裝置）提供動(dòng)力，將空氣高速吸入狹小的壓縮機(jī)殼體。葉輪與渦輪增壓器壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子相似，其轉(zhuǎn)速透過輸入軸變速器的放大，可達(dá)5-6萬轉(zhuǎn)每分鐘。由于空氣在葉輪輪轂處被吸入，因此離心力會(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。

這類增壓的的效率是三類機(jī)械增壓器中的，同時(shí)增壓值一般也較前兩類高，常常需要加裝冷卻器以降低壓縮空氣的溫度。

由于這類增壓器與渦輪增壓器的高度相似性，不少人誤認(rèn)為這是一類渦輪增壓器，不少人也稱其為渦輪機(jī)械增壓器。但嚴(yán)格來講，從壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式上，這就是不折不扣的一類機(jī)械增壓器。

與渦輪增壓相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：^[2]

與渦輪增壓相比，不足的是：

但渦輪增壓和機(jī)械增壓與自然進(jìn)氣引擎相比都有一個(gè)共同缺點(diǎn)，那就是會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)（燃燒室工作壓力上升），特別是對(duì)于改裝車。對(duì)于改裝車，無論是何種增壓器，都需要調(diào)校行車電腦的燃料供應(yīng)量、調(diào)整潤滑油管道等一系列工作。