Układ doładowania

Każdy silnik spalinowy ma pewną moc, wynikająca z jego konstrukcji i sprawności, a którą powiększyć jest bardzo trudno. Moc ta, zależy wyłącznie od szybkości powstawania ciepła w jego cylindrach i od jego sprawności.

Podniesienie sprawności silnika jest bardzo trudne z wielu różnych powodów. O wiele łatwiej jest zwiększyć natężenie wydzielania się ciepła. Można to osiągnąć na trzy sposoby: przez powiększenie pojemności skokowej silnika, co wiąże się z większą ilością paliwa, spalanego w każdym cyklu pracy lub przez zwiększenie częstotliwości tych cykli, czyli powiększenie maksymalnej prędkości obrotowej silnika, albo przez zwiększenie skuteczności napełniania cylindrów mieszanką paliwowo-powietrzną lub powietrzem w przypadku silników z zapłonem samoczynnym.

Najskuteczniejszym i zarazem najtańszym sposobem zwiększenia mocy silnika jest wymienione na trzecim miejscu zwiększenie skuteczności napełniania jego cylindrów przez stosowanie doładowania. Polega to na wtłaczaniu do silnika powietrza pod zwiększonym ciśnieniem, dzięki czemu rośnie jego gęstość, a tym samym zwiększa się ilość tlenu w cylindrze, niezbędnego w procesie spalania paliwa. Technika ta była znana i stosowana od dawna w tłokowych silnikach lotniczych, gdy podczas lotu na dużych wysokościach przy panującym na nich niskim ciśnieniu atmosferycznym następował deficyt tlenu i silnik nie mógł rozwinąć swojej pełnej mocy. Podniesienie ciśnienia powietrza, zasysanego do cylindrów, skutecznie rozwiązywało ten problem.

Istnieją trzy podstawowe systemy doładowania silników:
– sprężarkowy, w którym sprężarka jest napędzana mechanicznie przez energię, pobieraną z wału korbowego silnika;
– turbosprężarkowy, w którym sprężarkę napędza turbina gazowa, zasilana gazami spalinowymi silnika;
– bezsprężarkowy, który nie znalazł uznania w oczach konstruktorów silników samochodowych.
Najpowszechniej stosowany jest system turbosprężarkowy.

Aby uzyskać odpowiedni stopień sprężania, dochodzący nawet do 2, sprężarka odśrodkowa, a takie stosuje się głównie do doładowania silników, musi osiągać bardzo wysokie obroty, dochodzące w przypadku silników o małej pojemności skokowej, do 100 000 na minutę. Z tego względu nie stosuje się do doładowania silników sprężarek elektrycznych, czyli popularnych dmuchaw. Uzyskanie tak dużej prędkości obrotowej silnika elektrycznego nie jest możliwe z wielu powodów, z których głównym jest ogromna siła odśrodkowa, której musiałby przeciwstawić się wirnik takiego silnika.

Zobacz też: Intercooler