小型柴油机被广泛应用在农用运输车和拖拉机上,小型柴油机的典型特点是功率小,当农用运输车和拖拉机重载作业时,柴油机超负荷工作,易引起柴油机功率不足,油耗增加,排气污染加剧等问题。为解决这一系列问题,设计一套增压系统给柴油机增压补气成为优先的选择。对S195柴油机分别进行了增压和不增压两种情况下的速度特性试验和负荷特性试验,对比增压与不增压两种情况下柴油机的功率和油耗情况,验证增压对小功率柴油机提升自身功率和降低油耗的效果;同时试验对比了增压器转速不同即增压器的增压比不同时柴油机的性能。分析了试验结果为设计更大增压比的增压系统提供的理论依据。考虑到小型柴油机超负荷工作只是“短暂突发”事件,提出了给柴油机临时短暂增压的方案,增压可提升柴油机的动力性能,降低其燃油消耗,同时使其排放性能也更好。因柴油机超负荷工作时本身的动力就不足,为不消耗柴油机自身的功率,采用了额外电动机驱动增压器工作的模式。采用这种方式也利于增压系统实现控制的自由,当柴油机动力不足时,通过控制驱动电机使增压系统工作,反之,增压系统则不工作,不仅能减少能源的消耗,也不会使原有柴油机部件因为进气增压长时间承受更大的压强而缩短使用寿命。分析了各种增压方式,并对比了离心式压气机和罗茨式压气机,根据它们的优缺点,终确定罗茨式压气机作为增压系统的工作机。主要针对排量1.0L以下的柴油机来设计了一套增压系统,根据试验的结果确定了增压比及增压系统空气的流量。根据增压比和增压器的空气流量的大小设计了增压系统的罗茨增压器,该增压器由电机带动。利用三维设计软件Pro-E对增压器进行了造型,还利用有限元软件Ansys10.0对增压器的关键部件进行了受力和变形分析。设计过程中对罗茨增压器进行了改进。主要从转子叶轮的材料和结构方面,对转子叶轮作了一些改进工作。另外考虑到设计的增压器增压比并不高,借鉴离心式增压器的扩压气原理,对罗茨增压器的出气口流道进行了改进设计,并利用流体分析软件Fluent进行了分析验证,证明改进出气道后增压器增压效果确有提升。