Historia turbosprężarki

Od końca XIX wieku do lat 40. XX wieku inżynierowie pracowali nad zwiększeniem mocy silnika przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia paliwa, do czego chętnie wykorzystywano wstępnie sprężanie powietrza. Pierwszych prób podjęli się ojcowie motoryzacji – Gottlieb Daimler i Rudolf Diesel. Pracowali nad doładowaniem, które byłoby realizowane przez same tłoki, przyczyniło się to do dynamicznego rozwoju sprężarek, a także ewolucji innych rozwiązań m.in. kompresorów. Jednak to nie oni stworzyli pierwszą turbosprężarkę.

Twórcą turbodoładowania był Alfred Büchi, który w 1905 roku opatentował swój wynalazek – turbosprężarkę napędzaną spalinami. Pierwszy silnik zaopatrzony w takie rozwiązanie powstał w 1910 roku. Został zbudowany przez Murray-Willat i był to obiegowy silnik dwusuwowy do samolotu. O faktycznym sukcesie turbodoładowania można mówić dopiero w 1925 roku, gdy wspominany już wynalazca – Büchi – przeprowadził pierwszą udaną próbę użycia turbo. O sukcesie świadczy fakt, iż nastąpił wzrost mocy silnika o 40%!

 

Efekty zastosowania turosprężarek w statkach i samolotach sprawiły, że konstruktorzy samochodów zaczęli pracować nad tego mechanizmu aut. Po raz pierwszy dokonała tego szwajcarska fabryka maszyn Saurer, która w 1938 roku wprowadziła do swojego samochodu ciężarowego silniki Diesla zaopatrzone w turbosprężarki.

Po sukcesie szwajcarskiego producenta zaczęto rozważać wprowadzenie turbosprężarki do auto osobowych. Nastąpiło to w początkach lat 60-tych XX wieku. W USA na przełomie 1962/63 fabryki opuściły pierwsze seryjnie produkowane auta osobowe zaopatrzone w turbosprężarki – Oldsmobile Jetfire i Chevrolet Corvair Monza. Jak wszystkie nowe konstrukcje także te rozwiązania borykały się z tzw. chorobami wieku niemowlęcego. Stosunek sprężenia wywoływał samozapłon, co konstruktorów zmusiło do wprowadzenia wtrysku wody. Rozwiązanie działało bardzo skutecznie, jednak zawodność ludzkiej pamięci nadal doprowadzała do tragicznych wypadków – kierowcy zapominali napełnić zbiornik wtrysku wody, czym doprowadzali do groźnych wypadków.

Gwałtowny wzrost zainteresowania użyciem turbosprężarek w silnikach aut osobowych nastąpił w latach 70-tych XX wieku. Był skutkiem kryzysu paliwowego z 1973 roku. W jego efekcie cena za baryłkę paliwa drastycznie wzrosła (ponoć z 2 USD do 35 USD!). W swoim założeniu turbosprężarki miały ograniczać zużycie paliwa podczas eksploatacji auta, w związku z czym producenci samochodów masowo zaczęli montować je w swoich pojazdach. W kolejnych latach coraz chętniej korzystali z tego rozwiązania, ponieważ pozwalało im sprostać coraz bardziej restrykcyjnym normom dotyczącym emisji spalin.

 

W latach 70-tych mocno inwestowali Niemcy w produkcję pojazdów z turbiną. Jedną z pierwszych propozycji był model 2002 turbo od BMW, zaś prawdziwym hitem okazał się Mercedes 200 SD Turbodiesel – był pierwszym autem osobowym z turbodoładowanym silnikiem Diesla. Wkrótce niemieccy producenci proponowali kolejne modele – jak m.in. w 1981 roku Volkswagen Golf TD. Jednocześnie firmy motoryzacyjne z innych krajów także wprowadzały do swoich pojazdów nowe rozwiązanie, m.in. turbosprężarka znalazła się w modelu Peugora 604 D w 1979 roku, Porsche 911 (930) Turbo z 1975, model 99 turbo Saab z 1978, czy cała rodzina pojazdów BiTurbo ze stajni Maserati. Ważne znaczenie miało także wkroczenie turbo do Formuły 1, co przypieczętowało powodzenie tego rozwiązania w motoryzacji.

Od lat 90-tych ubiegłego wieku zaczęto traktować turbiny nie tylko jako element odpowiedzialny za zwiększenie mocy silnika. Docenia się je także za niższe zużycie paliwa oraz mniejszą emisję spalin niż przy silnikach wolnossących. Warto mieć przy tym na uwadze, że rozwiązania w zakresie turbodoładowana nadal są rozwijane (np. silniki downsizingowe).