Doping dla silnika

Stosowano je głównie w wielkich silnikach kolejowych i okrętowych. Mocny rozwój "dopingu" jednostki nastąpił w czasie II wojny światowej. Doładowywany był napęd rakiet i silniki samolotów. W latach 60. pojawiły się turbosprężarki w motorach aut ciężarowych, a niedługo potem powstały pierwsze konstrukcje stosowane w samochodach osobowych. Na rozwinięcie się turbodoładowania miały wpływ jego liczne zalety. Do podstawowych można zaliczyć: wykorzystanie bezużytecznej energii spalin do napędu turbosprężarki, małe gabaryty i możliwość łatwej zmiany parametrów silnika przez odpowiednie dobranie poszczególnych elementów. Od początku powstania silnika wysiłki konstruktorów skupiały się na uzyskaniu odpowiedniej mocy silnika. Moc, inaczej siła, jaka działa na tłok, zależy głównie od stopnia napełnienia cylindra mieszanką paliwowo-powietrzną. Napełnienie może być różne w silnikach o tej samej pojemności. Wynika to z budowy głowicy i kolektora dolotowego. Wolnossące silniki (czyli pobierające powietrze z atmosfery) wykorzystują ciśnienie w niej panujące - około 1 bara. Ruch powietrza wymuszony jest podciśnieniem wytworzonym w cylindrze podczas suwu ssania. Jednostki te uzyskują około 70 proc. napełnienia cylindrów. Aby zwiększyć szybkość przepływu mieszanki oraz napełnienie cylindrów, można modyfikować np. kanały dolotowe w głowicy oraz fazy rozrządu. Kolejnym sposobem jest zwiększenie pojemności, aby wywołać większe podciśnienie. Jednak "duże" silniki są ciężkie i mają spore opory wewnętrzne. Najbardziej skuteczna metoda to stworzenie w układzie dolotowym większego ciśnienia niż atmosferyczne. Taką jednostkę napędową można uznać za doładowaną. Jedną z metod jest zamontowanie turbosprężarki, która będzie tłoczyć do kolektora ssącego więcej powietrza, niż silnik może sam pobrać, przez co stworzy się ciśnienie doładowania (ponad 1 bar). Typowa sprężarka składa się z kadłuba środkowego i ułożyskowanego w nim wałka, na którym w obudowie zamontowano turbinę i sprężarkę. Turbosprężarki mogą różnić się ułożyskowaniem wirnika, rodzajem turbiny i sprężarki oraz prędkością obrotową wirnika. Najprostsze wyposażone są w łożyska ślizgowe (np. K03 z VW - silnik 1.8T) i kosztują około 2500 zł. Najbardziej zaawansowane technicznie, z ceramicznymi łożyskami i tytanowymi, superlekkimi elementami wirującymi kosztują nawet ponad 15 tys. zł. Właściwie każdy silnik wolnossący można doładować. Zamontowanie zestawu w takich autach, jak np. Fiat Seicento czy Honda Civic, wiąże się z wydatkiem około 8000 zł. W skład "kitu" wchodzi: turbina ze smarowaniem, intercooler, większa pompa paliwa oraz modyfikacja elektroniki. Przy pozostawieniu seryjnych podzespołów silnika (tłoki, korbowody) nie powinno się przekraczać mocy 100 KM z litra pojemności. Większe wysilenie prowadzi do awarii. Im mniejsza turbosprężarka, tym jej reakcja będzie szybsza, ale może ona stać się przeszkodą w układzie wydechowym. Większe reagują wolniej, ale powinno się uzyskać lepszy przyrost mocy. Sprężarka to tzw. zimna część turbosprężarki. Podaje ona powietrze do kolektora dolotowego, przez co ma znaczący wpływ na moc oraz charakterystykę momentu. Turbina to tzw. część gorąca. Dobiera się ją, mając na uwadze ciśnienia, jakie będzie panować w kolektorze wydechowym. Jest ono określone w zależności od pojemności silnika, stopnia sprężania oraz mocy wolnossącej jednostki napędowej. Dlatego najlepiej na doładowanie reagują silniki, które były mocne już bez turbo. Producenci polecają gotowe turbosprężarki - przeznaczając je do odpowiedniego silnika i uzyskania przewidzianej mocy. Często można zamówić sprężarkę tzw. hybrydową, czyli połączenie innej części gorącej i zimnej. Celem jest uzyskanie np. większej mocy (duża sprężarka), ale przy takiej samej turbinie w celu zachowania niezmienionej reakcji i opóźnienia oraz obniżenia kosztów. Charakterystykę turbiny i sprężarki określają podane przez producenta tzw. mapy (konfiguracja turbosprężarki). Tuningowcy mogą wyczytać z nich, np. przy jakich obrotach sprężarka ma odpowiednie ciśnienie i czy obroty turbiny nie przekroczą dopuszczalnych. Taka sytuacja może się zdarzyć, gdy w kolektorze wydechowym jest za duże ciśnienie. Turbosprężarka może mieć spore opóźnienie, gdy silnik wchodzi na obroty, tzn. w niskim zakresie obrotów wolno się kręci (nie pompuje). Mówimy wtedy o turbodziurze.