柴油發(fā)電機的增壓技術(shù)，實(shí)際上就是根據柴油發(fā)電機性能的要求選擇合適的增壓器。每個(gè)型號的渦輪增壓器都有其特定的使用流量范圍，由壓氣機的喘振線(xiàn)、某一等效率線(xiàn)或堵塞線(xiàn)和增壓器最高轉速線(xiàn)圍成。渦輪增壓器與發(fā)電用柴油發(fā)電機匹配的目的，就是在保證柴油發(fā)電機性能達到預期目標值的前提下，使柴油發(fā)電機整個(gè)運行區域與增壓器良好匹配，即柴油發(fā)電機的工作區盡可能落在壓氣機高效率運行區。為此，根據柴油發(fā)電機性能要求選擇好增壓器。

1．增壓器流量特性的選擇

由于廢氣渦輪增壓器是流體機械，是通過(guò)柴油發(fā)電機排出的廢氣能量來(lái)驅動(dòng)的。因此，根據柴油發(fā)電機的工況不同，渦輪增壓器的工作狀況也有所不同，增壓效果也不一樣。當柴油發(fā)電機轉速低時(shí)，由于柴油發(fā)電機排出的廢氣流速低，流入渦輪后產(chǎn)生的動(dòng)量矩小，增壓器轉速低，壓氣機的增壓效果弱。因此，根據與柴油發(fā)電機匹配的目的不同選擇不同流量特性的增壓器。

根據渦輪增壓器是由柴油發(fā)電機排出廢氣的動(dòng)量矩來(lái)驅動(dòng)的特點(diǎn)，當柴油發(fā)電機高轉速運行時(shí)，因排氣流速高，驅動(dòng)渦輪機旋轉的排氣動(dòng)量矩足夠大，因此在高速時(shí)為了減小渦輪機內部高速流動(dòng)損失和柴油發(fā)電機的排氣損失，以提高柴油發(fā)電機的最大功率，采用如圖7-23所示的II型壓氣機，并將渦輪入口（噴口）截面積設計得較大。但是，當渦輪入口截面積較大時(shí)，由于柴油發(fā)電機低速時(shí)排氣流量小，驅動(dòng)渦輪機的排氣動(dòng)量矩減小，增壓器轉速降低，所以壓氣機的增壓效果減弱，直接影響柴油發(fā)電機的低速特性。反之，為了改善低速特性，縮小渦輪入口截面積，采用圖1中的I型壓氣機時(shí)，可保證在低速工況下噴入渦輪機的廢氣有足夠的動(dòng)量矩（流速），以提高增壓器低速區的增壓效果。但由于排氣流動(dòng)截面積小，在高速時(shí)流動(dòng)損失增加，造成柴油發(fā)電機排氣阻力增大，使柴油發(fā)電機的高速性能惡化。當折中考慮柴油發(fā)電機的高低速性能時(shí)，增壓器就按常用的中速范圍匹配。

2．渦輪增壓器與柴油發(fā)電機的聯(lián)合運行特性

為了使渦輪增壓器和柴油發(fā)電機良好匹配，對根據柴油發(fā)電機設計要求初選的增壓器和柴油發(fā)電機聯(lián)合運行的特性需要進(jìn)行分析，為此制取如圖7-24所示的柴油發(fā)電機和增壓器的聯(lián)合運行特性曲線(xiàn)。首先，通過(guò)臺架試驗結果分析最高輸出功率和最大輸出轉矩是否達到設計要求。其次，通過(guò)測量壓氣機前后壓力和進(jìn)氣流量，計算各工況下的增壓比和進(jìn)氣流量，并在壓氣機特性曲線(xiàn)上繪制柴油發(fā)電機的運行曲線(xiàn)，主要包括柴油發(fā)電機最低使用轉速下的負荷特性、全負荷速度特性和額定轉速下的負荷特性，由此分析全負荷速度特性上的增壓比是否符合設計要求。同時(shí)，分析最低使用轉速負荷特性是否接近喘振線(xiàn)，額定轉速負荷特性是否接近堵塞線(xiàn)，以及柴油發(fā)電機常用運行工況是否在壓氣機特性曲線(xiàn)上的高效率區。如果匹配計算結果，柴油發(fā)電機低速區的全負荷特性線(xiàn)靠近壓氣機的喘振線(xiàn)，說(shuō)明增壓器相對該柴油發(fā)電機而言使用流量范圍偏大（圖2中采用II型壓氣機時(shí)），需要重新選擇增壓器或對增壓器進(jìn)行改進(jìn)；反之，如果額定工況負荷特性落在壓氣機堵塞線(xiàn)，或常用工況落壓氣機低效率（m_b＜55％）區或堵塞線(xiàn)時(shí)，說(shuō)明所選擇的增壓器的使用流量范圍偏小。

3．渦輪增壓器與柴油發(fā)電機的匹配原理

為了說(shuō)明增壓器與柴油發(fā)電機的匹配原理，這里引入增壓器面徑比的概念，即如圖3所示，渦輪噴口（入口）處最小截面積A和該截面的形心到增壓器轉軸的最短距離（半徑）R之比，稱(chēng)為增壓器的面徑比A/R。

根據渦輪機內柴油發(fā)電機排除廢氣的動(dòng)能轉換為葉輪機械能的能量轉換原理，當排氣按一定的流速?lài)娙霚u輪機內葉輪時(shí)，在氣流的沖擊作用和在彎曲的葉片之間的流道上高速流動(dòng)的氣流所產(chǎn)生的離心力的作用下，葉輪高速旋轉。所以增壓器（渦輪機）的轉速實(shí)際上與噴入渦輪的排氣的動(dòng)量矩有關(guān)，而噴入渦輪的排氣速度取決于柴油發(fā)電機轉速和渦輪入口（噴口）截面積，故在柴油發(fā)電機轉速一定的條件下這種排氣的動(dòng)量矩與A/R成正比。所以，當A/R小時(shí)，即對一定的渦輪半徑縮小渦輪最小入口截面積時(shí)，由于低速時(shí)也有足夠的噴入速度，保證一定的動(dòng)量矩，從而提高低速增壓效果，改善柴油發(fā)電機的低速性能。隨轉速排氣流量的增加，渦輪入口處的氣流速度逐漸達到臨界值（當地聲速）后，隨轉速的進(jìn)一步提高，排氣流入渦輪的速度不變，而排氣流動(dòng)阻力迅速增加，造成渦輪堵塞現象，使柴油發(fā)電機排氣阻力增加，高速性能惡化。當增壓器的A/R增大時(shí)，相當于一定的渦輪半徑渦輪最小入口截面積增加，則可在改善高速區的增壓效果的同時(shí)，減小高速流動(dòng)阻力，所以有利于提高柴油發(fā)電機的高速性能，但低速時(shí)排氣流速降低，動(dòng)量矩減小，增壓器的做功能力減弱，低速增壓比低，造成柴油發(fā)電機低速轉矩特性差。如果A不變，而增大R時(shí)，也同樣能達到減小A/R的效果。但是R的增加實(shí)際上就是葉輪直徑增加，將導致葉輪轉動(dòng)慣量增大，從而直接影響渦輪增壓器的響應特性。因此，每一臺增壓器匹配時(shí)均需要優(yōu)化A/R。