Doładowanie silnika spalinowego
Doładowanie silnika spalinowego to proces, który polega na dostarczaniu większej ilości powietrza lub mieszanki paliwowo-powietrznej do silnika, niż byłoby to możliwe w normalnych warunkach. Realizuje się to poprzez zwiększenie ciśnienia czynnika roboczego na wlocie do silnika, co z kolei podnosi jego gęstość i temperaturę. Układ doładowania składa się z sprężarki, układu napędowego, przewodów oraz ewentualnie chłodnicy powietrza. Głównym celem doładowania jest zwiększenie mocy silnika przy mniejszej masie jednostkowej.
Specyfika silników
- Silnik o zapłonie samoczynnym: Charakteryzuje się samozapłonem wtryśniętej dawki paliwa. Posiada nadmiar powietrza, co sprzyja efektywnemu spalaniu i generuje dużą masę spalin napędzających turbosprężarkę. Układ doładowania jest prostszy, co przekłada się na mniejsze zużycie paliwa.
- Silnik o zapłonie iskrowym: Spalanie zachodzi dzięki zapłonowi mieszanki paliwowo-powietrznej od świecy zapłonowej. Wymaga to precyzyjnego dozowania powietrza, co komplikuje konstrukcję. Mniejszy nadmiar powietrza prowadzi do wyższej temperatury spalin i ryzyka spalania stukowego, co może wymagać stosowania paliw o wyższej liczbie oktanowej.
Cel stosowania doładowania
Doładowanie ma na celu zwiększenie mocy silnika z jednostki pojemności skokowej, poprawę napełnienia cylindrów oraz zmniejszenie jednostkowego zużycia paliwa. W silnikach lotniczych ogranicza spadek mocy przy wzroście wysokości lotu.
Typy sprężarek w silnikach spalinowych
- Turbosprężarka: Napędzana energią spalin, zwiększa sprawność silnika bez pobierania mocy z wału.
- Sprężarka mechaniczna:
- Sprężarka śrubowa
- Sprężarka z wirującymi tłokami
- Sprężarka spiralna
Sprężarki mechaniczne są skuteczne przy niskich prędkościach obrotowych, ale ich moc pobierana z wału może ograniczać efektywność doładowania.
Zakres stosowania
Doładowanie jest powszechnie stosowane w silnikach samochodowych, ciężarowych, lotniczych, kolejowych oraz okrętowych, szczególnie w silnikach wysokoprężnych.
Układy złożone
Niektóre silniki wykorzystują bardziej zaawansowane systemy doładowania, takie jak:
- Doładowanie dwustopniowe: Dwie sprężarki działające szeregowo.
- Doładowanie dwusystemowe: Połączenie turbosprężarki z sprężarką mechaniczną.
- Doładowanie dwubiegowe: Zmiana wydajności sprężarki mechanicznej w zależności od wysokości.
