Oba rozwiązania służą temu samemu celowi – zwiększeniu ilości powietrza trafiającego do cylindrów, a tym samym podniesieniu mocy silnika. Turbosprężarki zdominowały współczesną motoryzację, jednak kompresory wciąż mają grono zwolenników. Każde z tych rozwiązań ma swoje mocne i słabe strony, ale które z nich jest lepsze?
fot. unsplash.com
Dwa sposoby na więcej mocy
Silnik spalinowy potrzebuje powietrza i paliwa do wytworzenia energii. Im więcej powietrza uda się wtłoczyć do cylindrów, tym większą dawkę paliwa można spalić, uzyskując wyższą moc. Właśnie temu służą układy doładowania.
Turbosprężarka wykorzystuje energię spalin opuszczających silnik. Strumień gazów napędza turbinę, która poprzez wspólny wałek porusza sprężarkę tłoczącą powietrze do układu dolotowego. Dzięki temu energia, która normalnie zostałaby bezpowrotnie utracona, zostaje częściowo odzyskana.
Kompresor działa inaczej. Jest napędzany bezpośrednio przez silnik, najczęściej za pomocą paska lub przekładni. Obracający się mechanicznie wirnik spręża powietrze i dostarcza je do cylindrów. W tym przypadku źródłem energii nie są spaliny, lecz sam silnik.
Choć oba rozwiązania pozwalają znacząco zwiększyć osiągi, ich charakterystyka pracy i wpływ na zachowanie samochodu są wyraźnie odmienne.
Dlaczego producenci tak chętnie wybierają turbosprężarki?
Największą zaletą turbosprężarki jest wysoka sprawność. Wykorzystanie energii spalin pozwala zwiększyć moc bez konieczności pobierania dodatkowej energii bezpośrednio z wału korbowego.
Dzięki turbodoładowaniu możliwe jest zmniejszenie pojemności silnika przy zachowaniu osiągów porównywalnych z większymi jednostkami wolnossącymi. Mniejszy silnik oznacza niższą masę, mniejsze opory wewnętrzne oraz lepszą efektywność podczas spokojnej jazdy – a więc bez problemu spełnia wyśrubowane normy emisji spalin.
Nowoczesne konstrukcje turbosprężarek znacząco ograniczyły również problemy znane z wcześniejszych lat. Rozwiązania takie jak turbosprężarki twin-scroll czy układy o zmiennej geometrii poprawiają reakcję silnika na gaz i poszerzają zakres efektywnej pracy.
Turbosprężarka nie jest jednak pozbawiona wad. Charakterystycznym zjawiskiem pozostaje tzw. turbodziura, czyli opóźnienie pomiędzy wciśnięciem pedału przyspieszenia a pojawieniem się pełnego momentu obrotowego. Dodatkowo turbosprężarka pracuje w bardzo wysokich temperaturach i stawia większe wymagania olejowi silnikowemu, który odpowiada za smarowanie jej łożysk i wałka.
fot. unsplash.com
Kompresor stawia na natychmiastową reakcję
Największym atutem kompresora jest błyskawiczna reakcja na ruch pedału przyspieszenia. Ponieważ urządzenie jest napędzane bezpośrednio przez silnik, nie musi czekać na wzrost przepływu spalin ani rozpędzenie wirnika.
W praktyce oznacza to natychmiastowy przyrost momentu obrotowego. Kierowca otrzymuje dokładnie taką reakcję, jakiej oczekuje po wciśnięciu gazu. Taka przewidywalność sprawia, że samochody wyposażone w kompresor często są postrzegane jako bardziej intuicyjne i przyjemniejsze w prowadzeniu.
Kolejną zaletą jest możliwość uzyskania szerokiego i liniowego przebiegu doładowania. Szczególnie kompresory typu Roots oraz Twin-Screw potrafią generować wysoki moment obrotowy już od niskich obrotów silnika, zapewniając bardzo dobrą elastyczność.
Cena za taką charakterystykę jest jednak wysoka. Kompresor pobiera energię bezpośrednio z silnika, dlatego część wyprodukowanej mocy zostaje zużyta na jego napęd. W efekcie rozwiązanie to jest mniej efektywne energetycznie niż turbosprężarka. Z punktu widzenia producentów walczących o każdy gram emisji CO₂ oraz jak najniższe zużycie paliwa, stanowi to istotną wadę.
Które rozwiązanie jest lepsze?
Jeżeli priorytetem są sprawność, efektywność i możliwość uzyskania wysokiej mocy z niewielkiej pojemności skokowej, przewagę ma turbosprężarka. To właśnie dlatego zdominowała współczesny rynek samochodów osobowych.
Kompresor wygrywa natomiast pod względem reakcji na gaz i przewidywalności działania. Brak turbodziury oraz natychmiastowy przyrost momentu obrotowego sprawiają, że wielu entuzjastów motoryzacji uznaje go za bardziej satysfakcjonujące rozwiązanie.
Ostateczny wybór zależy więc od oczekiwań. Dla producentów i większości kierowców lepszym rozwiązaniem będzie turbosprężarka, oferująca korzystny kompromis pomiędzy osiągami a efektywnością. Dla osób ceniących bezpośrednie połączenie pomiędzy ruchem prawej stopy a reakcją samochodu, kompresor wciąż pozostaje wyjątkowo atrakcyjną alternatywą.
W praktyce nie istnieje jedno uniwersalnie lepsze rozwiązanie. Turbosprężarka i kompresor realizują ten sam cel na dwa różne sposoby, a ich zalety najlepiej sprawdzają się w odmiennych zastosowaniach.