马传武 袁文华 高杰

摘 要：介绍了小型单缸农用柴油机增压原理，分析了小型单缸农用柴油机的增压方式以及增压器，探讨了废气涡轮增压、机械增压、气波增压的研究进展，并对未来小型单缸农用柴油机的增压应用进行展望。

关键词：柴油机；增压器

1 概述

柴油机每循环所吸入的新鲜空气量决定柴油机每循环的喷油量，在柴油机硬件允许的条件下，适当提高柴油机每循环的所吸入新鲜空气量，则可以提高柴油机每循环的喷油量，每循环过程中，更多的燃油以及新鲜空气进入气缸中，使柴油机每循环做功更多，柴油机的输出功率得意提高。提高柴油机每循环新鲜空气进气量最直接有效的方法就是提高新鲜空气进气密度，即在新鲜空气进入气缸前进行增压。

2 柴油机增压方式

目前，增压技术在柴油机上己得到广泛应用，增压技术是提升柴油机经济特性、动力特性、排放特性非常有效的技术之一，所以增压技术成为柴油机发展的重要技术方向之一。目前在柴油机上最常用的增压方式有惯性增压、机械增压以及废气涡轮增压。机械增压根据其增压器的不同可分为罗茨式、离心式、活塞式、涡旋式以及双螺旋式。废气涡轮增压根据涡轮增压器中涡轮的结构不同可分为径流式和轴流式两种。

2.1 惯性增压

惯性增压在小型农用柴油机的研究主要集中在上世纪80年代，其研究成果也比较显著。管内压力波的传播和进气管长度的关系是惯性增压的主要研究内容，惯性增压在不增加内燃机转动部件的基础上，对进气系统零部件的参数进行优化，从而实现提高柴油机输出功率。

2.2 机械增压

机械增压是柴油机增压最初采用的增压手段，但由于机械增压技术处在初级阶段，存在很多缺陷，集中体现在机械增压器笨重、噪音大、制造价格高、容易损坏和机械效率低，所以并未得到广泛应用。到了20世纪80年代，制造工艺技术得到有效提高以及机械增压器本身的优点，机械增压技术再次的得到重视。至今，机械增压器在柴油机上的应用已经非常广泛，但由于其消耗柴油机本身功率，机械增压技术在小型柴油机上的并未得到更深的研究。

柴油机机械增压常用的机械增压器有罗茨式、离心式、活塞式、涡旋式以及双螺旋式。而在小型单缸农用柴油机增压实验中采用外部机械增压的方法，即利用电机带动某类型的机械增压器，这种方法在不消耗柴油机本身功率的基础上，提升了柴油机的输出功率，降低了燃油消耗率。文献分析了小型农用柴油机在采用外部机械增压时，小型柴油机在超负荷工作时应用机械增压器能有效增加新鲜空气进气量，进气密度得以提高，使燃油燃烧更加充分，提高小型柴油机经济特性、动力特性、排放特性；柴油机小负荷工作时，应用机械增压未能改善其性能；同时机械增压器的转速对增压效果影响明显，增加传动比，提高机械增压器转速可以明显改善柴油机性能。因此，对于小型农用柴油机采用外部机械增压通常在超负荷条件下对其进行临时增压，提升柴油机性能。

2.3 废气涡轮增压

废气涡轮增压技术在20世纪60年代发展迅猛，由于增压器的动力来源于柴油机排气，所以在高速柴油机上得到广泛应用，而在低转速的柴油机上很少應用。文献对单缸柴油机应用废气涡轮增压技术进行探讨，得出了试验样机涡轮增压后发动机的最大扭矩增加了30%，发动机最大功率增加了 38%，最低燃油消耗率在增压后优于原机，试验证明涡轮增压技术应用在单缸柴油机上可以较大的提高发动机功率。

目前，机械增压器以及废气涡轮增压器的型号均是和大功率柴油机相匹配，而相对于小排量柴油机的匹配型号很少。由文献的结论可以得出，小排量柴油机应用增压技术可以提升柴油机性能。

参考文献：

[1]景煜江，师帅兵，王耀成，张杨.小型柴油机增压试验研究[D].农机化研究，2011.

[2]王本亮.单缸柴油机废气涡轮增压实验研究[J].时代农机，2016.

作者简介：马传武（1991-），男，安徽淮北人，硕士研究生在读，研究方向：小型内燃机关键技术。