隨著生產(chǎn)的需要和科技水平的不斷提高，對柴油發(fā)電機組的要求也越來越高，既要求柴油機輸出功率要大，經(jīng)濟性要好，而且重量要輕、體積要小。柴油機輸出功率的大小，取決于進入汽缸的燃油和空氣的數(shù)量及熱能的有效利用率。由此可知：要提高柴油機的輸出功率，最經(jīng)濟、最有效的辦法是增加 進入汽缸的空氣量。在柴油機汽缸容積保持不變的條件下，增加進入汽缸的空氣密度是提高柴油機輸出功率的主要手段。然而空氣密度與壓力成正比，與溫度成反比，因此增加進氣壓力，降低進氣溫度都能提高進氣密度，目前柴油機中采用增壓器來提高壓力，采用中冷器降低氣體的溫度。

所謂增壓，即用增壓器（壓氣機）將柴油機的進氣在缸外壓縮后再送入汽缸，以增加柴油機的進氣量，從而提高平均有效壓力和功率。

1. 增壓方法：

   按照驅(qū)動增壓器所用能量來源的不同，增壓方法基本可分為三類：機械增壓系統(tǒng)、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)和復合增壓系統(tǒng)。除了利用上述三種方法來提高汽缸的空氣壓力外，還有利用排氣管內(nèi)的氣體動力效應來提高汽缸充氣效率的慣性增壓系統(tǒng)以及利用進排氣的壓力交換來提高汽缸空氣壓力的氣波增壓器。

1. 機械增壓系統(tǒng)：

   增壓器（壓氣機）由柴油機直接驅(qū)動的增壓方式稱為機械增壓系統(tǒng)。它由柴油機的同軸通過齒輪、皮帶或鏈條等傳動裝置帶動增壓器旋轉(zhuǎn)。

2. 廢氣渦輪增壓系統(tǒng)：

   廢氣渦輪增壓是利用柴油機排出的廢氣能量來驅(qū)動增壓器，將空氣壓縮后再送入汽缸的一種增壓方法。柴油機采用廢氣渦輪增壓后，可提高輸出功率30%~100%以上，同時還可減少單位功率的重量，縮小外形尺寸，節(jié)省原材料，降低燃油消耗率，增大柴油機的扭矩，提高載荷能力以及減少排氣對大氣的污染等優(yōu)點，因而得到廣泛的應用。尤其在高原地區(qū)因氣壓低、空氣稀薄，導致輸出功率下降。一般當海拔高度每升高1000m，功率將下降8%~10%。若裝設渦輪增壓器后，可以恢復原輸出功率，其經(jīng)濟效果尤為顯著。

   廢氣渦輪增壓器按進入渦輪的氣流方向，可分為軸流式和徑流式兩種。

1. 徑流式渦輪增壓器，主要由渦殼、噴嘴環(huán)、渦輪和轉(zhuǎn)子軸組成。徑流式渦輪增壓器工作時，柴油機排出的廢氣進入增壓器的渦輪殼后，沿著增壓器的轉(zhuǎn)子軸的軸線的垂直平面流動。中型柴油機大多采用徑流式渦輪增壓器。

2. 軸流式渦輪增壓器工八里，柴油機排出的廢氣進入增壓器的渦輪殼之后，氣流沿著增壓器的轉(zhuǎn)子軸的軸線方向流動，故稱軸流式。大型柴油發(fā)動機大多采用這種形式的增壓器。

   廢氣渦輪增壓器按是否利用柴油發(fā)動機排氣管內(nèi)廢氣的脈沖能量，可分為恒壓式和脈沖式兩種增壓器。

1. 恒壓式廢氣渦輪增壓器是將多缸柴油機全部汽缸的排氣歧管接到一根排氣總管內(nèi)，再與增壓器渦輪殼相連接，而廢氣以某一平均壓力順著一個單一的渦輪殼進氣道通向整個噴嘴環(huán)，這種增壓器常用于大功率高增壓柴油機中。

2. 中型柴油機廢氣渦輪增壓均采用脈沖式增壓器，這種結(jié)構(gòu)可以充分利用廢氣的脈沖能量，并能利用壓力高峰后的瞬間真空掃氣，防止某缸排氣壓力波高峰倒流到正在吸氣的另一缸中，因此在同一根排氣歧管的各汽缸發(fā)火間隔應大于180°曲軸轉(zhuǎn)角。               

1. 復合增壓系統(tǒng)

   在一些柴油機上，除了應用廢氣渦輪增壓器外，同時還應用機械增壓器，這種增壓系統(tǒng)稱為復合增壓系統(tǒng)。大型二沖程柴油機常采用復合式增壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的機械驅(qū)動增壓器用于協(xié)助廢氣渦輪增壓器工作，以使在低負荷、低轉(zhuǎn)速時獲得較高的進氣壓力，從而保證二沖程柴油機在啟動、低速和低負荷時所必需的掃氣壓力。

   復合增壓系統(tǒng)有兩種形式：一種是串聯(lián)增壓系統(tǒng)，柴油機的廢氣渦輪帶動離心式碰壓氣機，以提高空氣壓力，然后送入機械增壓器中再增壓，進一步提高空氣壓力后進入柴油機燃燒室中；另一種是并聯(lián)增壓系統(tǒng)，廢氣渦輪增壓器和機械增壓器分別將空氣壓力提高后進入柴油機燃燒室中。

2. 其他增壓方法

1. 慣性增壓系統(tǒng)：這種增壓方方法常用于小型高速柴油機上，尤其適用于負荷及轉(zhuǎn)速變化范圍不大的柴油機上，一般可增加功率10%~20%，降低燃油消耗10%左右，并可降低排氣溫度和改善尾氣排式是利用進氣和排氣管內(nèi)的氣體，由于進排氣過程中會產(chǎn)生一定的動力效應，這種增壓放。

2. 氣波增壓器系統(tǒng)：氣波增壓器是將柴油發(fā)動機排出的高壓廢氣直接與低壓進氣接觸，在相互不混合的情況下，利用氣波（壓縮波和膨脹波）原理 ，高壓廢氣的能量通過壓力波傳遞給低壓進氣，使低壓進氣壓縮、進氣壓力提高，實際上它是一個壓力轉(zhuǎn)換器。

   氣波增壓器的結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、不需要耐熱合金材料，具有良好的工作適應性、低速扭矩高、加速性能好、最高轉(zhuǎn)速較高，而且還具有環(huán)境污染小等優(yōu)點。適用于中小型柴油機，尤其是車用柴油機上。氣波增壓器的缺點是：其本身是一個噪聲源，噪聲較大；它需要曲軸來驅(qū)動，安裝位置受限制；其重量和體積較大。

1. 中冷器：

   目前中、高增壓柴油發(fā)動機已普遍裝置中冷器，中冷器實質(zhì)上是一個熱交換器，它安裝在渦輪增壓器和燃燒室之間。當柴油機增壓器的增壓比較高時，進氣溫度也較高，使進氣密度有所下降。為此需要在發(fā)動機進氣系統(tǒng)中安裝中冷器。中冷器用于冷卻增壓空氣，降低增壓后的進氣溫度。增壓空氣在中冷器中的溫降一般為25~60℃。一方面可以提高充氣密度，另一方面還可降低進氣終了的汽缸溫度和整個循環(huán)的平均溫度。  

   發(fā)電用增壓柴油機一般采用水冷式中冷器。在安裝渦輪增壓器和中冷器后，柴油機的潤滑油路和冷卻水路也根據(jù)具體情況作相應的改變，以適應增壓和中冷的需要。中冷器由一個殼和一個內(nèi)芯組成，中冷器殼作為發(fā)動機進氣歧管的一部分，內(nèi)芯用管子制成，發(fā)動機冷卻液在其中循環(huán)，空氣在進入發(fā)動機燃燒室以前，流過芯子而受到冷卻，這樣由于應用了中冷器，更好地控制了發(fā)動機的進氣溫度（冷卻），從而改善了發(fā)動機的燃燒狀況。

2. 廢氣渦輪增器的結(jié)構(gòu)與工作原理：

   廢氣渦輪增壓器由廢氣渦輪和壓氣機兩部分組成。

1. 廢氣渦輪

   廢氣渦輪通常由渦輪殼、噴嘴環(huán)和工作葉輪等組成。噴嘴環(huán)由噴嘴內(nèi)環(huán)、外環(huán)和噴嘴葉片等組成。噴嘴葉片形成的通道從進口到出口成收縮狀。工作葉輪由轉(zhuǎn)盤和葉輪組成，在轉(zhuǎn)盤外緣固定有工作葉片。一個噴嘴環(huán)與相鄰的工作葉輪組成一個“級”，僅有一個級的渦輪稱單級渦輪，絕大多數(shù)增壓器采用單級渦輪。

2. 壓氣機

   壓氣機主要由進氣道、工作葉輪、擴壓機和渦輪殼等組成。壓氣機與廢氣渦輪同軸，由廢氣渦輪帶動，使工作渦輪高速旋轉(zhuǎn)。工作渦輪是壓氣機的主要部件，通常它由前彎的導風輪和半開式工作輪組成，兩部分分別裝在轉(zhuǎn)軸上。在工作輪上沿徑向布置著直葉片，各葉片間形成擴張型的氣流通道。由于工作輪的旋轉(zhuǎn)使進氣因離心力的作用而受到壓縮，被拋向工作輪的外緣使空氣的壓力、溫度和速度均升高?？諝饬鹘?jīng)擴壓器時，由于擴壓作用將空氣的動能轉(zhuǎn)化成壓力能，在排氣渦輪殼中，空氣的動能逐漸轉(zhuǎn)化成壓力能。就這樣通過壓氣機使柴油機的進氣密度得到了顯著提高。

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