柴油发电机采用增压中冷技术的目的和原由

在柴油发电机中，增加平均高效压力是提升和强化柴油发电机功率的较有效方法之一。而增加平均有效压力通过增压来提高进气压力，增加燃烧的过量空气因数，同时增加柴油发电机的空气进气量，可有效降低大负荷工况下的排烟烟度、PM排放量以及燃油消耗。

增压步骤取决于增压能量，增压方法有机械增压、废气涡轮增压、复合增压、气波增压，目前运用较广泛的是废气涡轮增压。废气涡轮增压因排烟能量利用步骤不同分为定压涡轮增压装置和脉冲涡轮增压机构，低增压的中小型柴油发电机，高增压的柴油发电机采用脉冲涡轮增压系统，大型柴油发电机一般为定压涡轮增压系统。

涡轮增压机构分单级和多级，单级的压比从1.1～3.5，而二级的压比可达6.0以上。二级增压在增压器低转速的状况下获得较高的压比，而且不依赖于气体流量的大小，因此在提高进气压力的同时，扩展了增压器的工作范围，使得增压器适应柴油发电机不一样工况的需求，特别是改良了启动性能。

它的主要元件是固定的喷嘴环和旋的作业叶轮。一列喷嘴叶片和其后的一列作业叶片构成了涡轮机的一个级。图中上部为喷嘴环和工作叶轮的局部剖视图。中部的叶型断面是用一个通过I-I的圆柱面切割涡轮，将所得切面展开在平面上康明斯发电机型号参数，称为平面叶栅。喷嘴环的各叶片间和叶轮各叶片之间结构了废气流道。废气流经喷嘴和叶轮时，其参数（压力p、温度T、流速c）沿流道的变化情形如图中下部所示。

废气涡轮增压器的压气机一般都采用单级离心式压气机。它由进气道、工作轮、扩压器和排烟涡壳构成。当压气机工作时，新鲜空气经进气道轴向进入压气机叶轮。由于通道的导流用途，气流能在较小的损失下均匀进入压气机叶轮。进气道是渐缩流道，在进气道中，压力、温度略有减少，流速提升。正是因为压力减少，空气才被吸入工作轮。空气进入压气机叶轮后，随叶轮高速回转，因而产生离心力。这样，空气在叶轮叶片间随叶轮作圆周运动的同时，在离心力的作用下向叶轮外缘流动并被压缩。在叶轮中气体的流速、压力、温度都升高了，其中流速提高了很多。这是由于叶轮对气体作功，把叶轮的机械能变成了气体的动能和压力能。气体被压缩时也提升了温度。在扩压器中，因为流道逐渐扩大，使空气的动能切换为压力能柴油发电机多久保养一次，流速减轻，压力升高。排气蜗壳中的通道也是渐扩的，因而空气流过时继续将动能转换为压力能。

提高容量20％～50％；提高经济性能、机械效率和热效率（油耗降低5％～10％）；降低排气噪声和烟度；加载性能差；热负荷（活塞温度、涡轮前废气温度高）问题严重；机械负载（较高燃烧压力）大；对气温与气压敏感；多发生增压器低压级漏油高压级漏气现状。

中冷器是增压机构的一部分。当空气被高比例压缩后会发生很高的热量，从而使空气膨胀密度减少，而同时也会使柴油发电机温度较高造成故障。为了得到更高的容积效率，需要在注入汽缸之前对发热空气进行冷却。这就需要加装一个散热器，中冷器使柴油发电机的进气温度减小。柴油发电机排出的废气有非常高的温度，增压器的热传导使进气的温度提高。且被压缩的空气密度会升高，致使空气温度升高，柴油发电机的充气效率受到危害，若想要充气效率进一步提升，就要使进气温度减轻。数据表明，在空燃比相同要素下，增压空气每下降10℃温度，柴油发电机就能提升3％～5％功率。通常中冷器可以将气体温度从150℃降到0℃左右；如果燃烧室进入未经冷却的增压空气，除了柴油发电机的充气效率会危害外，柴油发电机容易致使燃烧温度偏高，造成爆震等损坏，而且柴油发电机废气中的NO，的含量会增加，造成空气污染。

为了处置增压后的空气升温造成的不利危害，需要加装中冷器使进气温度减少。中冷器由铝合金材质制作。按照冷却介质区分，易发的中冷器有两种：风冷式和水冷式。

风冷式利用外界空气对通过中冷器的空气进行冷却。特征是整个冷却装置的结构部件少，构造比水冷式中冷器相对大概。短处是冷却效率比水冷式中冷器低，通常需要较长的连接管路，空气通过阻力较大。风冷式中冷器因其结构简易和制造成本低而得到广泛应用，大部分涡轮增压柴油发电机操作的都是风冷式中冷器。

水冷式利用循环冷却水对通过中冷器的空气进行冷却康明斯发电机样本。优势是冷却效率较高，而且装配位置比较灵活，无需操作很长的连接管路，使得整个进气管路更加顺畅。短处是需要一个与柴油发电机冷却系统相对独立的循环水系统与之配合，因此整个装置的构造部件较多，制造成本过高，面且构造复杂。水冷式中冷器的应用比较少，一般在柴油发电机中置或后置的机组上，以及大排气量柴油发电机上操作。凡事有利就有弊，涡轮增压也不例外。柴油发电机在采用废气涡轮增压技术后，工作中出现的较高爆发压力和平均温度将大幅度提升，从而使柴油发电机的机械性能、润滑性能都会受到危害。为了保证增压柴油发电机在偏高的机械负荷和热负载要素下，能可靠耐久地工作，必须在柴油发电机主要热力数据的选用、结构布置、材料、工艺等方面作必要的改变，而不是大概地在柴油发电机上装一个增压器就行了。因为这个改变步骤在实行中难度颇大，而且还要考虑增压器与柴油发电机的匹配问题，因此在一定程度上也限制了废气涡轮增压技术在柴油发电机上的运用。

采用高效的空一空中冷装置使工作循环温度下降，增压空气温度到50℃以下，有助于NO，的低排放和PM的下降，目前大中功率柴油发电机普遍采用增压中冷型，不仅燃油经济性良好且有助于低排放。此外，涡轮前排气旁通阀的运用，可以改良涡轮增压柴油发电机的瞬态性能和低速功率，减少PM-和CO排放。