Turbosprężarka czy kompresor – działanie, podobieństwa, różnice elementów wpływających na moc silnika.

Silnik jest sercem pojazdu i decyduje o parametr trach jazdy. Są one znaczące dla każdego właściciela – zwłaszcza, jeśli lubi on mocniej wcisnąć pedał gazu i cieszyć się możliwością rozwijania większych prędkości. Pozwala na to coraz większa dostępność autostrad, na których można pozwolić sobie na wykraczanie poza miejskie standardy. Aby było to możliwe, jest niezbędne doładowanie silnika.

Rola doładowania w pracy silnika

Pojęcie doładowania jest bardzo popularne w branży motoryzacyjnej, ale równie często pojawia się na forach i w artykułach dla pasjonatów dynamicznej jazdy. Jego zadaniem jest podkręcenie możliwości silnika przez stworzenie mu odpowiednich warunków. Tradycyjnie praca jednostki napędowej polega na spalaniu odpowiednich porcji mieszanki paliwa i powietrza. Takie zjawisko może zachodzić wyłącznie z udziałem tlenu, dlatego bez jego dostarczenia niemożliwe byłoby napędzanie pojazdu. Istotą efektywnego wykorzystania jednostki napędowej jest zachowanie właściwych proporcji pomiędzy dostarczanym tlenem a ilością spalanego paliwa. Uzyskana w takiej reakcji energia służy do napędzania pojazdu.

Czym więc jest doładowanie? W praktyce oznacza ono dostarczenie do komory spalania dodatkowej porcji powietrza (tlenu), dzięki której spalanie paliwa jest efektywniejsze, a produkcja energii – wyższa. Jej wykorzystanie pozwala na „wyciśnięcie” z silnika większej mocy i osiąganie wyższych prędkości jazdy. Doładowanie można realizować na dwa sposoby – za pomocą kompresora lub turbosprężarki.

Jak działa kompresor?

Pomimo popularności turbosprężarek nie są one prekursorami w dziedzinie doładowywania silnika pojazdu. Ich niezbyt docenianym przodkiem jest tradycyjny kompresor samochodowy. Wdrożenie tego urządzenia wiąże się z połową XX wieku, a patent zgłosili w 1960 roku bracia Philander i Francis Roots z Indiany. Pierwsze próby z doładowaniem miały jednak miejsce znacznie wcześniej, bo już około 1900 roku.

Kompresor samochodowy jest podzespołem złożonym z jednego wirnika, którego zadaniem jest wtłaczanie powietrza do cylindrów i zwiększanie jego ciśnienia. Takie rozwiązanie pozwala na osiąganie większych mocy bez potrzeby zwiększania pojemności jednostki napędowej. Urządzenie jest napędzane z wału korbowego silnika, a za przeniesienie napędu odpowiada przekładnia zębata, pasek lub łańcuch. Zaletą kompresora jest stałe utrzymanie poziomu przyrostu mocy. Główna wada tego rozwiązania to stałe obciążenie silnika, które wpływa też na poziom spalania paliwa.

Turbosprężarka – wydajniejsza alternatywa kompresora

Turbosprężarka jest młodszą alternatywą kompresora, co nie oznacza, że została wynaleziona niedawno. Najstarsze urządzenia tego typu były stosowane już na początku XX wieku, a pierwszy model opatentowano w 1905 roku. Początkowo moduł instalowano na statkach, potem – w samochodach ciężarowych i samolotach.

Turbosprężarka nie jest mechanicznie połączona z silnikiem, a jej praca stanowi wyniki oddziaływania strumienia spalin. Ponieważ nie ma komory spalania, za ich wytwarzanie odpowiada silnik. Jest zbudowana z turbiny i sprężarki – wyposażonych w wirniki połączone wspólnym wałem. Wyrzut strumienia spalin z silnika napędza turbinę, a ta z kolei wprawia w ruch wirnik sprężarki. W efekcie jego pracy następuje sprężenie powietrza, które pod wysokim ciśnieniem jest dostarczane do silnika.

Kompresor czy turbosprężarka?

Oba wymienione rozwiązania mają swoje dobre i słabe strony. W przypadku kompresora ograniczeniem jest wspomniane wcześniej obciążenie silnika. Natomiast wadą turbosprężarki jest zjawisko turbodziury, czyli okresu braku aktywności pomiędzy uruchomieniem silnika a osiągnięciem przez turbinę wystarczającej prędkości obrotowej. W przypadku kompresora to zjawisko nie występuje, a doładowanie uzyskuje się od startu. Natomiast zaletą turbodoładowania jest możliwość uzyskania znacznie większej mocy. Kompresory są też mniej awaryjne niż turbosprężarki, a ich naprawy są znacznie tańsze.