更新时间：2022-08-26 10:44
废气涡轮增压技术自五十年代起在柴油机上得到应用,四十多年来得到了迅速发展。从六十年代以来柴油机平均有效压力和活塞平均速度的提高。在这个期间,后者增加了约三分之一，而前者却增加了差不多三倍。中冷增压系统平时不工作，只有当车辆满载或达到一定的速度时，中冷增压的的优越性才能真正的体现出它实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率。事实表明,提高平均有效压力是提高内燃机比功率的主要途径,而提高平均有效压。具体措施就是提高增压压力，和最高爆发压力。随着内燃机向高增压度的不断发展，其热负荷问题变得更加突出,如不采取措施,柴油机经常会发生气缸盖“鼻梁骨”断裂、燃烧室镶块烧裂、活塞环烧结卡死、活塞烧裂等现象，至于涡轮转子，也常因热负荷过大而损坏，如密封环烧结、叶片变形等。可见，单级增压要达到高的增压压力，解决热负荷是一个十分关键的问题。增压中冷是一项比较好的解决揩施，据计算，压缩空气Tk降低1℃，最高燃烧温度和排气温度可降低2、3℃，可以有效地缓解热负荷。因此，尤其是对于中增压度以上的增压系统，增压中冷几乎是必不可少的。此外，增压中冷还可以使进气密度进一步提高，在不增加热负荷的情况下，能够提高功率15%-20%，并且还能降低排放中NOx的含量，改善环境。
对于汽车发动机，我们总是希望它单位体积和重量的功率越大越好。为了提高功率，需要增加单位时间燃烧的燃料量，即要求增加单位时间进入气缸的空气量。为此目的，一种措施是提高转速，即增加单位时间内的循环次数；另一种措施是增加每一循环的进气量。所谓增压就是将空气预先压缩后再进入气缸，以提高空气密度，增加进气量的一种技术。通过增加进气量，相应的增加循环供油量，这是提高发动机功率的一个重要途径。与相同功率的非增压发动机相比，增压发动机不仅体积小，重量轻，功率大，而且还降低了单位功率的成本，提高了燃油经济性。同时，增压中冷还可以降低发动机热负荷，改善污染物的排放。因此，增压中冷技术不仅广泛应用在柴油机上，而且还推广到汽油机。它是改善发动机性能的重要技术手段。增压有涡轮增压、机械增压和气波增压三种基本形式，相对应的增压器分别称为涡轮增压器、机械增压器和气波增压器。在增压发动机中，功率的大小与增压压力成正比，与增压温度成反比。不过，根据热力学原理，增压空气在增压器中压缩是按多变过程进行的。为了使增压后空气具有尽可能大的密度和较低的温度，需要在增压器与发动机之间设置一个冷却器(中冷器)，对增压空气进行冷却，即所谓中间冷却。各发动机厂对此有严格规定，例如潍柴公司生产的WD615系列柴油机要求在大气温度25℃时，中冷后的进气温度不得超过55℃。
柴油机轿车在欧洲比较普遍。经过多年的研究和应用，现代汽车柴油机通过采用电控喷射、共轨、增压中冷等技术手段，在重量、噪音、烟度等方面已取得重大成果，达到了汽油机的水平。 增压可使柴油机在排量不变，重量不变的情况下达到增加输出功率的目的。与相同功率的非增压柴油机相比，增压柴油机不仅体积小、重量轻、功率大，而且还降低了单位功率的成本。因此增压技术广泛应用在柴油机上，而且还推广到汽油机，是改善内燃发动机的重要技术手段。
但是事物总有矛盾性，空气压力的提高就是空气密度的提高，空气密度的提高必然会使空气温度也同时增高，这如同给轮胎打气时泵会发热一样。发动机涡轮增压器的出风口温度也会随着压力增大而升高，温度提高反过来会限制空气密度的提高，要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。据实验显示，在相同的空燃比条件下，增压空气温度每下降10摄氏度，柴油机功率能提高3%-5%，还能降低排放中的氮氧化合物(NOx)，改善发动机的低速性能。因此，也就产生了中间冷却技术。
对于增压压力较高的中、高增压发动机，一般需装置中间冷却器，这是因为涡轮增压器吸进的空气经压缩温度会升高，空气在流动过程中与管壁摩擦还会进一步升温，这样不仅影响充气效率，还容易产生爆燃。发动机的有效功率Pe与充入气缸的气体密度成正比，密度越大，功率越大，增压空气密度由气体状态方程决定。
即
式中：p是增压压力，Pa (绝对压力)；T是增压时空气绝对温度，K；R 是气体常数(287.14/JkgK)。
增压发动机功率大小与增压压力成正比，与增压空气温度成反比。只有当空气温度T保持不变时，发动机的有效功率Pe才与p成线性关系。由此可见，对增压空气进行中间冷却是很重要的。一般高速柴油机采用增压可提高功率30%，采用中冷技术可进一步提高50%-60%。
增压器高压热空气流经中冷器的冷却管，把热量传给冷却管和附着在管子上的散热带，外面的冷空气流过冷却管和附着在管子上的散热带，带走上面的热量。就这样通过管子和散热带把热空气的热量传给外面的冷空气，把增压热空气的温度降下来。
柴油机中间冷却技术的类型分为两种，一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷器进行冷却，另一种是利用散热器冷却，也就是用外界空气冷却。当利用冷却水冷却时，需要添置一个独立循环水的辅助系统才能达到较好的冷却效果，这种方式成本较高而且机构复杂。因此，汽车柴油机大都采用空气冷却式中冷器。 空气冷却式中冷器利用管道将压缩空气通到个散热器中，利用风扇提供的冷却空气强行冷却。空气冷却式中冷器。可以安装在发动机水箱的前面、旁边或者另外安装在一个独立的位置上，它的波形铝制散热片和管道与发动机水箱结构相似，热传导效率高，可将增压空气的温度冷却到50至60摄氏度。
在轿车上采用空—空中冷系统，中冷器通常由行驶时的迎面风冷却，也就是说，中冷器的效果主要取决于汽车的行驶速度，而冷却芯子中冷却空气的流速越高，则冷却效果越好，因此为使冷却空气在芯子中达到尽可能高的流速，必须选择在空气侧有较低阻力的冷却系统。中冷器应布置在动压头较高的部位，应力求使冷却空气能顺畅地流进和流出。中冷器远离发动机安装时，大多数在汽车的前部将中冷器安置在散热器（水箱）之前或在其旁边，尽可能放在动压头较高的范围内。但其缺点是增压空气管较长，而且大多数是弯弯曲曲，并有弧度和截面变化，这就会引起压力损失，从而使冷却效率以及废气涡轮增压的响应特性恶化靠近发动机安装时，如果由于结构限制，也可将中冷器安置在发动机的上面，这样空气侧的途径较短，因而压力损失较小。但是这种布置对于冷却空气的通道及密封有较高要求。
卡车主要采用空－空中冷系统。由于卡车工作条件的要求，只依靠行使时迎面风冷却是不够的，所以中冷器装在散热器（水箱）的前面或旁边，并由风扇吹风冷却。因为冷却装置的总宽度受安装空间的限制。很少考虑中冷器装在散热器旁边的方案，在采用中冷器前置方案时，有时在散热器前还要安装其他的冷却器（例如空调冷凝器，变速器或液压装置的油冷器等），这些冷却器遮住一部分散热器迎风面积。使冷却空气进入温度升高，从而使置于后面的散热器大大提高了热负荷，因此散热器必须相应地设计的大一些。