柴油机在低转速、低负荷工况下运行时，增压压力和空气流量迅速下降，为了扩大高增压发动机的运行范围，增大发动机低转速的转矩，降低部分负荷的油耗率和排放，开发了一种以定压增压为基础的相继涡轮增压系统。

相继增压（Sequential Turbo Charging）系统简称STC系统，由 2 台或 2 台以上涡轮增压器并联组成增压系统，随着增压发动机转速和负荷的增长，相继按顺序投入运行 。在转速或负荷低于某设定值时，切断一台或几台增压器涡轮的废气以及压气机的空气供给，使废气集中流过工作着的增压器涡轮，增加其废气流量，提高涡轮效率，从而能够充分利用废气能量，提高增压压力，改善柴油机低工况的燃油经济性、动力性和排放性。而当发动机转速或负荷高于某设定值时，令被切断的一台或几台增压器重新投入使用，以保证发动机的高工况性能。

如图1所示为两台径流涡轮增压器组成的相继增压系统工作示意图。在并联的涡轮进口和压气机进口处均安装阀门，用来控制切入或切出涡轮增压器运行，进排气管也需要改造，当发动机转速或负荷高于某设定值时，令被切断的增压器重新投入工作，使发动机的高工况性能得到保证；而在转速或负荷低于某设定值时，切断一台或几台增压器涡轮的废气以及压气机的空气供给，使废气集中流给工作着的增压器涡轮，增加这几台增压器涡轮废气流量，提高涡轮效率，从而能够充分利用废气能量，提高增压压力，改善发动机低工况的排放性能、经济性及动力性。

相继增压系统适用于工作范围宽,负荷变化大,增压比较高,对低速大扭矩要求较高和经济性要求好的场合。

相继增压优点

相继增压技术能够充分利用废气能量，提高了增压压力，很大程度上改善了柴油机低工况的燃油经济性、动力性和排放性，可以有效地扩大运行范围!提高经济性能和减少排放,同时可缩短加速时间。

相继增压缺点

系统较为复杂，需要增压控制阀和控制系统。

柴油机作为主动力装置在舰艇上得到广泛应用已有 50 多年历史。增压技术一直作为提高柴油机性能的主要手段，尤其以废气涡轮增压技术为主。但是随着增压比的提高,增压器的匹配矛盾也就越突出,增压器的匹配难以同时满足柴油机所有工况运行时的燃烧空气的需要,在部分负荷下扭矩不足,热负荷增大。因此,使柴油机在所有工况范围内获得良好的运行性能,已成为急需解决的问题。

针对高增压柴油机低工况性能较差和增压器与柴油机之间的匹配等问题，国内外开发的各种涡轮增压系统，相继增压技术是改善高增压柴油机低工况性能的有效手段。相继增压技术可以同时大幅度地改变压气机和涡轮的通流面积，从而有效提高增压系统的综合效率，尤其适合应用在要求宽工作范围、低速大扭矩和较高经济性的场合，因此具有良好的应用前景。

相继增压国外

二十世纪七十年代末期,MTU 公司首先开发出相继增压系统 ，随后成功应用在该公司之后生产的 396 系列 16 缸机，538 系列 16 缸、20 缸机，595 系列，1163-03 系列，2000 系列，4000 系列以及 8000 系列高性能指标柴油机。

1995 年，MTU 公司生产出迄今为止功率最大的 MTU20V8000 型舰船用柴油机 。

1983 年，法国 SEMT pielstick 公司开始在 16PA4-200VG-D6、PA6-280、PC4-570系列柴油机上进行相继增压技术研究。1988 年，首次将研制出的 12PA6-280STC 船用柴油机安装到“LaFayette”级护卫舰，航速 12kn、16kn 时可分别节油 12%、16%。

1992年，德国KKK公司涡轮增压器厂在汉诺威货车上提出了一种用于车用和工业用柴油机的相继涡轮增压系统 。

1993 年，Mercedes-Benz 为 MTU12V396TE14 型柴油机选配 2 台增压器的相继增压系统，并首次安装到 DF200 型内燃机车上，提高了机车的整体性能。

1998 年，美国海军运用相继增压技术对装备在 LPD-17 船坞运输舰上的带增压放气的 16V PC2-5 中速柴油机进行了改造，使该机标定点功率增加了 22%，燃油消耗率降低了 9%，低负荷性能也得到较大改善。

意大利Isotta Fraschini公司的V1312HPCR-4V柴油机，日本Niigata公司的16V20FX柴油机，芬兰 Wartsila 公司的 18V26X 柴油机，以及德国 MAN 公司的 V28/33D STC 柴油机都使用相继增压机型，几家公司设计的相继增压系统的结构与 Pielstick 相类似，与MTU 公司比，这种相继增压系统结构简单，便于高工况放气以及进排气旁通技术的应用。但由于其结构上的转动惯量相对较大，在切换过程中想实现平稳切换要比 MTU 公司的多个增压器组成的相继增压系统难度更大 。

相继增压国内

国内方面，哈尔滨工程大学一直在相继增压系统的自主研发与生产中发挥着举足轻重的作用。1991 年，率先开展了相继增压柴油机热力过程的计算与分析，随后与陕西柴油机厂合作完成了针对 12V PA6-280 STC MPC 柴油机的理论及试验研究；1996 年~2000 年间，研发出 16PA6-280STC 柴油机的相继增压系统及 STC 控制仪，并已批量生产。

中国北方发动机研究所以 12V150 柴油机为基础，完成了 MPC STC 的系统改造，并对其 1TC 和 2TC 状态分别进行了外特性试验，确定了 STC 系统的切换点。上海交通大学基于 D6114 车用柴油机进行大小涡轮相继增压系统改造，并对改造后的相继增压系统进行了理论和试验研究。上海 711所针对 MWMTBD234V8 型船舶柴油机应用相继增压技术进行了一些理论与性能试验研究，并研制了电子控制系统 。

机械增压与涡轮增压机械增压

此类增压器是以不增加引擎排气量为前提，使动力轮输出提升的方法。是直接利用引擎出力来驱动增压器，再将高密度空气送入汽缸内以提高引擎的输出功率。

机械增压与涡轮增压涡轮增压

涡轮增压则是利用引擎的废气排放来驱动压缩机。最早的增压器全部都是机械增压，在刚发明时被称超级增压器（Supercharge），后来涡轮增压发明之后为了区隔两者，涡轮增压器被称为Turbo Supercharger，机械增压则被称为Mechanical Supercharger，久而久之，两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger。

机械增压与涡轮增压机械增压器

压缩机的驱动力来自发动机的曲轴，一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮，间接将曲轴运转的扭力带动增压器，达到增压目的。依构造不同，机械增压出现过许多种类，包括叶片式(Vane)、鲁氏(Roots)、温克尔(Wankle)等型式，而活塞运动最早也被认为是一种机械增压，时至今日，则以鲁氏增压器最被广泛使用，更是改装的大热门。鲁氏增压器有双叶与三叶转子两种型式，以双叶转子较普遍，其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子，转子之间保有极小的间隙而不直接相连，藉由螺旋齿轮连动，其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连结，转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器，在不需要增压时即放开离合器以停止增压，离合器则由计算机控制以达到省油的目的。机械增压的特征，除了在低转速便可获得增压外，增压的动力输出也与曲轴转速成正比，即机械增压引擎随着转速的提高，增压器输出随之增强，因此机械增压引擎的操作感觉与自然吸气极为相似，却能拥有较大的马力与扭力。

机械增压与涡轮增压涡轮增压器

原理利用发动机运转时所排出来的废气，用废气来转动涡轮增压器中的排气侧转子，而排气侧转子与进气侧转子是同轴异室，当涡轮增压器排气侧转子达到一定转速时(约12000rpm左右)它带动另一侧的进气侧转子，使进气侧转子引进外来的新鲜空气，经过压缩倒入进气歧管内，因此涡轮增压发动机的进气是非自然方式，是经过"吸进来，再压缩"所以空气压力是大于大气压力的。涡轮增压由于是超高转速地运转轴承，随之而来的高温排除或增压过度的泄压就是关键。常用的就是机油导入来润滑与冷却轴承，也有用水冷式的。而过高的增压对发动机的压缩行程与动力(爆炸)行程发生时会造成伤害，所以，有机械式地用空气压力作为开关或电子式地用计算机直接控制泄放压力的动作。

机械增压与涡轮增压两者的区别

机械增压是利用发动机本身的动力，来带动一个压气机，进行增压。增压器会消耗发动机的动力，它的转速随发动机转速而改变，不会出现增压滞后的情况，发动机低速运转时效果极好，但它受发动机转速限制，发动机在高速状态下它会增压不足。

涡轮增压是利用发动机产生的废气推动排气管中的涡扇带动进气管中的涡扇转动，进行间接增压，不消耗发动机的动力。涡轮增压器转速极高，所增压力也比机械增压器高数倍。但由于涡扇有惯性，中间轴承也有相当大的阻力，废气突然增多时涡扇转速不会在同时提高，这也就是涡轮迟滞。