Turbosprężarka - historia

Turbosprężarka i jej historia

 

Początkowe próby sprężenia powietrza doprowadzanego do silnika aby podnieść jego moc i spowodować niższe zużycie paliwa podejmowali Gottlieb Daimler (1885) i Rudolf Diesel (1896). Jednak pierwsza turbosprężarka, napędzana spalinami, została zbudowana przez Szwajcarskiego doktora Alfreda J. Büchi'ego w 1905 r. i dziś bazuje na jego patencie ale wówczas nie została zaakceptowana. Pierwszy silnik dwusuwowy z wbudowaną turbosprężarką  wprowadziła firma Murray-Willat w 1910 r. lecz również nie zdecydowano się wprowadzić tego typu doładowania do produkcji. Do pomysłu instalacji turbosprężarki powróciło amerykańskie przedsiębiorstwo General Electric w 1919 roku, wyposażając w nią silnik samolotu Liberty. Przedsięwzięcie zakończyło się powodzeniemi gdyż Liberty osiągnął pułap ponad 28.500 m. i tym samym został ustanowiony nowy rekord świata w lotach wysokościowych. W latach 20-tych XX wieku idea turbodoładowania najbardziej przyjęła się w silnikach okrętowych i lokomotywach spalinowych.

W 1925 Alfred Büchi roku zbudował  zaawansowaną turbosprężarkę gdzie odnotowano zwiększenie mocy o ponad 40%. W tym też roku w Niemczech zwodowane zostały 2 pierwsze statki wyposażone w turbodoładowane silniki. Jednostki użyte w tych statkach osiągały moce 2000 hp.

Po tych sukcesach turbosprężarki stopniowo zaczęły wkraczać w bardziej popularne piony przemysłu motoryzacyjnego.  W 1938 roku szwajcarska fabryka maszyn Saurer rozpoczęła produkcję pojazdów dostawczych wyposażonych w silnik diesla z turbosprężarką (turbodiesel). W latach 1962/63 General Motors użył poraz pierwszy turbospężarki w samochodzie osobowym  Chevrolet Corvair Monza i w Oldmobile Jetfire, jednak to rozwiązanie nie przyjęło się względu na kłopoty związane ze zbyt wczesnym samozapłonem w komorze spalania, a przez to awaryjnością silników. W latach siedemdziesiątych dużą popularność zdobyło wprowadzenie turbosprężarek do zawodów Formuły 1.  Pomimo początkowych rozczarowań spowodowanych zjawiskiem „turbo dziury” firmy tj. Renault , Honda, BMW oraz Ferrari przyczyniaję się szybkiego udoskonalenia i do produkcji silników o pojemności 1,500 cm3 generujące między 100, a 150 KM co odpowiadało potrójnemu zwiększeniu dotychczasowych osiągów. W 1977 BMW spróbowało przygody z turbosprężarką montując ją w modelu 2002 Turbo. Niestety zła sytuacja gospodarcza na świecie spowodowana kryzysem paliwowym spowodowała, że zostało wyprodukowanych tylko 1670 sztuk tego pojazdu. Przełom w turbodoładowaniu samochodów osobowych został osiągnięty w 1978 roku wraz z wprowadzeniem dieslowskiego silnika z turbodoładowaniem w Mercedesie - Benz 300 SD, a następnie w 1981 w VW Golfie Turbodiesel. Poprzez zamontowanie w silnikach turbosprężarek usunięto wszelkie słabe strony silników wysokoprężnych, jak np. jego małą prędkość obrotową oraz niskie osiągi przy małej pojemności skokowej. Dziś ciężko było by wyobrazić sobie Diesla bez turbodoładowania. Znaczenie turbosprężarek w samochodach osobowych zwiększała się wraz ze wzrostem ich sprawności a to wiąże się ze znacznym zmniejszeniem zużycia paliwa a w konsekwencji zminimalizowaniem emisji dwutlenku węgla do atmosfery co pozwala nam chronić środowisko. Dodatkowymi zaletami turbosprężarki jest  duża wydajność przy małej pojemności,  mała wielkość dla małej przestrzeni do zabudowy, wyższy moment obrotowy na niskich obrotach. Ze względu na warunki pracy nie są urządzeniami niezawodnymi, oraz wymagają odpowiedniego użytkowania jednak korzyści wynikające z zastosowania ich w pojazdach zadecydowały, że turbosprężarka jest stosowana obecnie w znacznej większości pojazdów.

Nic nie wskazuje, żeby znalazła się jakaś alternatywa dla turbosprężarek. Co więcej zaostrzenie norm emisji spalin w 2014 z Euro V na Euro VI spowoduje, że producenci pojazdów i silników będą musieli jeszcze precyzyjniej kontrolować proces spalania w silniku. Turbosprężarka stanie się niezbędnym elementem praktycznie każdego silnika spalinowego.