为何机械增压并非叶片式？
您提出的这个问题非常有意思，确实触及了机械增压技术的核心设计理念。简单来说，机械增压器之所以普遍采用“叶片式”（更准确地说是“离心式”或“罗茨式”等类型的压气机），而不是叶片泵中常见的那种“旋转叶片”（通常指那种由弹簧压紧或依靠离心力固定的薄片状叶片），根本原因在于它们所要实现的功能、工作环境以及对效率和可靠性的要求截然不同。
下面，我将从几个关键点，尽量深入浅出地解释这个问题。
1. 工作原理的根本差异：增压器 vs. 液体泵
首先，我们要区分清楚机械增压器和叶片泵的核心工作原理。
机械增压器（Supercharger）： 它的主要任务是将发动机曲轴的动力转化为驱动空气压缩机，从而将更多的空气“硬塞”进发动机气缸。增压器的目标是提高进气密度，以燃烧更多的燃油，产生更大的动力输出。它主要处理的是气体。常见的机械增压器形式包括：
罗茨式（Roots Blower）： 使用两个或三个互相啮合的转子（通常是双叶片或三叶片，形状类似鲁氏齿轮），它们在壳体内同步旋转，将吸入的空气通过转子和壳体之间的空腔向前推，实现压缩。它是一种“容积式”增压器，工作时空气的温度升高相对较少，但效率在较高转速时会下降。
离心式（Centrifugal Supercharger）： 类似于涡轮增压器中的压气机，它有一个高速旋转的叶轮，通过离心力将空气向外甩出，同时将动能转化为压力能。它是一种“动力式”增压器，在较高转速下效率很高，但需要发动机提供较大的驱动力。
螺杆式（Screw Compressor/TwinScrew Supercharger）： 使用一对互相啮合的螺旋转子，随着转子的旋转，在它们之间的空腔中捕获空气并将其压缩。这也是一种容积式增压器，效率较高且工作相对平稳。
叶片泵（Vane Pump）： 它的主要任务是将低压液体转化为高压液体。它通常由一个偏心安装在壳体内的转子、一组可以在转子上径向滑动的叶片以及壳体构成。当转子旋转时，由于偏心作用，转子与壳体之间形成的容积会发生周期性变化，叶片在离心力或弹簧力的作用下始终与壳体保持接触，从而将液体从吸入口吸入，然后被压缩并推向排出口。它主要处理的是液体。
核心区别： 增压器处理的是气体，而叶片泵处理的是液体。气体是高度可压缩的，而液体在大多数情况下被认为是不可压缩的。这决定了它们的设计目标和结构要点。
2. 对压缩介质特性的适应性
气体的可压缩性与低密度： 气体质量轻，密度低。机械增压器需要高效地捕捉和压缩大量的气体。罗茨式和螺杆式增压器的转子通过“固定容积”的方式，像“打包”一样将空气推向前，这种方式对于密度较低的空气非常有效。离心式增压器则通过高速叶轮加速空气并进行动能到压力能的转化。
叶片泵的“挤压”液体： 叶片泵的设计依赖于叶片与壳体之间的紧密接触，通过机械“挤压”和容积变化来推动不可压缩的液体。它的叶片设计（通常由弹簧或离心力压紧）是为了保持液体不回流，并确保一个连续的压力输出。
为什么叶片泵的叶片结构不适合增压空气？
1. 密封性与气漏： 气体，尤其是空气，具有很强的流动性和渗透性。叶片泵那种依靠叶片与壳体接触实现密封的方式，在处理气体时，由于气体的低粘度和高渗透性，很难做到绝对密封。叶片与壳体之间必然存在间隙，这些间隙会导致大量的气体在压缩过程中泄漏回低压侧，极大地降低增压效率。
2. 叶片本身的结构强度： 叶片泵中的叶片通常是薄而轻的，以减小惯性并允许其快速滑动。它们的设计目的是为了在液体中保持一定的接触压力。然而，在增压空气时，尤其是当增压压力升高时，需要压缩的空气会对叶片施加相当大的冲击力和侧向力。薄的叶片很难承受这种高强度冲击和侧向载荷，容易发生弯曲、磨损甚至断裂，导致增压器失效。
3. 接触磨损问题： 叶片泵工作时，叶片与壳体之间是持续滑动的，尤其是在高速运转时，这种滑动摩擦会产生大量的热量和磨损。如果用这种结构去压缩空气，空气中不可避免会夹带微小的灰尘或杂质，这将大大加剧叶片和壳体的磨损，影响其寿命和性能。
4. 效率曲线与工作范围： 传统叶片泵的设计更多是为了在特定压力和流量下提供稳定的液体输出，其效率曲线相对固定。而发动机工作状态多变，需要增压器能适应宽泛的转速和负荷范围。罗茨式和离心式增压器通过不同的设计（如转子形状、叶轮尺寸和叶片数量）以及与发动机转速的匹配，可以更好地满足不同工况下的空气供给需求。
3. 结构设计与可靠性考量
增压器的转子设计： 罗茨式增压器的转子（叶片）通常是经过精密加工的硬质材料，表面可能有涂层，形状设计是为了在旋转时最大限度地捕捉和转移空气，并尽量减小气体泄漏。它们在壳体内部有非常小的、精确控制的间隙，但这种间隙是为了允许转子自由旋转而不是为了“密封”气体。
叶片泵的叶片与转子关系： 叶片泵的叶片在转子槽内径向滑动，并由弹簧或离心力保持与壳体接触。这种设计是为了在低速下也能保持一定的密封性，并适应液体本身的润滑作用。
总结一下，机械增压器不采用叶片泵式的“叶片”设计，主要是因为：
处理介质不同： 增压器处理的是低密度、高可压缩性的气体，而叶片泵处理的是高密度、几乎不可压缩的液体。
密封性需求差异： 气体密封难度远大于液体，叶片泵的结构无法有效抑制气体泄漏。
载荷和强度要求： 增压器需要承受较高的压力和气流冲击，对转子（叶片）的结构强度要求更高，叶片泵的薄叶片难以胜任。
磨损与寿命： 空气中可能含有杂质，叶片泵的接触式设计在处理气体时更容易加速磨损，影响寿命。
所以，我们看到的机械增压器，无论是罗茨式的转子，还是离心式的叶轮，都是根据压缩气体这一特定任务而量身定制的，它们的设计目标是效率、耐久性和在发动机复杂工作环境下的可靠性。叶片泵的精巧结构，更适合在液压系统中默默无闻地发挥作用。
希望我这样解释，您能更清晰地理解其中的缘由！
下面，我将从几个关键点，尽量深入浅出地解释这个问题。
1. 工作原理的根本差异：增压器 vs. 液体泵
首先，我们要区分清楚机械增压器和叶片泵的核心工作原理。
机械增压器（Supercharger）： 它的主要任务是将发动机曲轴的动力转化为驱动空气压缩机，从而将更多的空气“硬塞”进发动机气缸。增压器的目标是提高进气密度，以燃烧更多的燃油，产生更大的动力输出。它主要处理的是气体。常见的机械增压器形式包括：
罗茨式（Roots Blower）： 使用两个或三个互相啮合的转子（通常是双叶片或三叶片，形状类似鲁氏齿轮），它们在壳体内同步旋转，将吸入的空气通过转子和壳体之间的空腔向前推，实现压缩。它是一种“容积式”增压器，工作时空气的温度升高相对较少，但效率在较高转速时会下降。
离心式（Centrifugal Supercharger）： 类似于涡轮增压器中的压气机，它有一个高速旋转的叶轮，通过离心力将空气向外甩出，同时将动能转化为压力能。它是一种“动力式”增压器，在较高转速下效率很高，但需要发动机提供较大的驱动力。
螺杆式（Screw Compressor/TwinScrew Supercharger）： 使用一对互相啮合的螺旋转子，随着转子的旋转，在它们之间的空腔中捕获空气并将其压缩。这也是一种容积式增压器，效率较高且工作相对平稳。
叶片泵（Vane Pump）： 它的主要任务是将低压液体转化为高压液体。它通常由一个偏心安装在壳体内的转子、一组可以在转子上径向滑动的叶片以及壳体构成。当转子旋转时，由于偏心作用，转子与壳体之间形成的容积会发生周期性变化，叶片在离心力或弹簧力的作用下始终与壳体保持接触，从而将液体从吸入口吸入，然后被压缩并推向排出口。它主要处理的是液体。
核心区别： 增压器处理的是气体，而叶片泵处理的是液体。气体是高度可压缩的，而液体在大多数情况下被认为是不可压缩的。这决定了它们的设计目标和结构要点。
2. 对压缩介质特性的适应性
气体的可压缩性与低密度： 气体质量轻，密度低。机械增压器需要高效地捕捉和压缩大量的气体。罗茨式和螺杆式增压器的转子通过“固定容积”的方式，像“打包”一样将空气推向前，这种方式对于密度较低的空气非常有效。离心式增压器则通过高速叶轮加速空气并进行动能到压力能的转化。
叶片泵的“挤压”液体： 叶片泵的设计依赖于叶片与壳体之间的紧密接触，通过机械“挤压”和容积变化来推动不可压缩的液体。它的叶片设计（通常由弹簧或离心力压紧）是为了保持液体不回流，并确保一个连续的压力输出。
为什么叶片泵的叶片结构不适合增压空气？
1. 密封性与气漏： 气体，尤其是空气，具有很强的流动性和渗透性。叶片泵那种依靠叶片与壳体接触实现密封的方式，在处理气体时，由于气体的低粘度和高渗透性，很难做到绝对密封。叶片与壳体之间必然存在间隙，这些间隙会导致大量的气体在压缩过程中泄漏回低压侧，极大地降低增压效率。
2. 叶片本身的结构强度： 叶片泵中的叶片通常是薄而轻的，以减小惯性并允许其快速滑动。它们的设计目的是为了在液体中保持一定的接触压力。然而，在增压空气时，尤其是当增压压力升高时，需要压缩的空气会对叶片施加相当大的冲击力和侧向力。薄的叶片很难承受这种高强度冲击和侧向载荷，容易发生弯曲、磨损甚至断裂，导致增压器失效。
3. 接触磨损问题： 叶片泵工作时，叶片与壳体之间是持续滑动的，尤其是在高速运转时，这种滑动摩擦会产生大量的热量和磨损。如果用这种结构去压缩空气，空气中不可避免会夹带微小的灰尘或杂质，这将大大加剧叶片和壳体的磨损，影响其寿命和性能。
4. 效率曲线与工作范围： 传统叶片泵的设计更多是为了在特定压力和流量下提供稳定的液体输出，其效率曲线相对固定。而发动机工作状态多变，需要增压器能适应宽泛的转速和负荷范围。罗茨式和离心式增压器通过不同的设计（如转子形状、叶轮尺寸和叶片数量）以及与发动机转速的匹配，可以更好地满足不同工况下的空气供给需求。
3. 结构设计与可靠性考量
增压器的转子设计： 罗茨式增压器的转子（叶片）通常是经过精密加工的硬质材料，表面可能有涂层，形状设计是为了在旋转时最大限度地捕捉和转移空气，并尽量减小气体泄漏。它们在壳体内部有非常小的、精确控制的间隙，但这种间隙是为了允许转子自由旋转而不是为了“密封”气体。
叶片泵的叶片与转子关系： 叶片泵的叶片在转子槽内径向滑动，并由弹簧或离心力保持与壳体接触。这种设计是为了在低速下也能保持一定的密封性，并适应液体本身的润滑作用。
总结一下，机械增压器不采用叶片泵式的“叶片”设计，主要是因为：
处理介质不同： 增压器处理的是低密度、高可压缩性的气体，而叶片泵处理的是高密度、几乎不可压缩的液体。
密封性需求差异： 气体密封难度远大于液体，叶片泵的结构无法有效抑制气体泄漏。
载荷和强度要求： 增压器需要承受较高的压力和气流冲击，对转子（叶片）的结构强度要求更高，叶片泵的薄叶片难以胜任。
磨损与寿命： 空气中可能含有杂质，叶片泵的接触式设计在处理气体时更容易加速磨损，影响寿命。
所以，我们看到的机械增压器，无论是罗茨式的转子，还是离心式的叶轮，都是根据压缩气体这一特定任务而量身定制的，它们的设计目标是效率、耐久性和在发动机复杂工作环境下的可靠性。叶片泵的精巧结构，更适合在液压系统中默默无闻地发挥作用。
希望我这样解释，您能更清晰地理解其中的缘由！
网友意见
叶片式在较高转速下才能有较大的增压值，在低速段增压值很低(涡轮增压要较高转速才能发挥作用不仅仅是因为低转速废气无法推动涡轮，而是因为叶片式的增压器低转速就是不起压)，这是因为叶片式的原理就是通过叶片旋转把空气甩出去(所以也叫离心式)这样空气就获得了较高的动能和一部分势能(压力)，然后通过进一步的降低流速把动能转化为势能(压力)，基本上不严谨的说增压压力是和叶片转速正相关的，比如5万转能有2bar的增压压力，1万转也就0.4bar，对机械增压来说增压器转速和发动机转速是成比例的，发动机怠速七八百转，满功率七八千转，如果说满转速增压值比较大的话，在怠速和低转速时增压值就会极小。
鲁式和双螺旋式这个问题就不严重，因为他们压气的原理就是改变空气的容积，可以简单的理解为鲁式/双螺旋式转一圈就会把一份空气压到某个特定的增压值，转的快压出来的空气份数就多，发动机本来就是低转速要进气少高转速要进气多，和鲁式很配。
叶片式在高速段增压值虽然高但增压后的温度也高基本必须要中冷器，所以叶片式除了体积小其他都是缺点，但却能完美的适配废气涡轮驱动，所以废气涡轮的压气端除了叶片式就没用过别的。
鲁式和双螺旋式高转速段增压值也有限，因为极限压力被形状限定死了，所以用这种形式增压的车基本没什么高转速倾向的。
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