Doładowanie silnika spalinowego – proces doprowadzania do silnika większej ilości czynnika roboczego (powietrza lub mieszanki paliwowo-powietrznej) niż silnik zassałby swobodnie z otoczenia. Jest to realizowane poprzez zwiększenie ciśnienia, a tym samym i jego gęstości i temperatury, czynnika na wlocie do silnika poprzez sprężarkę. Za pomocą odpowiednich układów sterujących pracą silnika i sprężarki, można wpłynąć również na zależność momentu obrotowego od obrotów silnika.

Układ doładowania składa się ze sprężarki, układu napędowego sprężarki, przewodów doprowadzających i odprowadzających powietrze, może także zawierać intercoolera, urządzenia pomiarowe i sterujące.

Pojęcie i cel doładowania silników 
Doładowanie to doprowadzenie do cylindra silnika świeżego ładunku o zwiększonej 
gęstości, co umożliwia  spalenie w czasie obiegu zwiększonej dawki paliwa. 
Celem doładowania jest: 
    - zwiększenie mocy silników, 
    - uniezależnienie się od zmian ciśnienia i gęstości powietrza (np. w górach), które 
      mogłyby wpłynąć na zmianę mocy silnika.
         
2. Sposoby doładowania silników spalinowych
2.1. Doładowanie za pomocą sprężarki napędzanej turbiną spalinową 
        (tzw. doładowanie turbosprężarką). 
2.2. Doładowanie sprężarką napędzaną paskiem o wału korbowego (doładowanie 
        mechaniczne sprężarką typu Rootsa). 
2.3. Doładowanie falami ciśnienia spalin wytworzonymi przez cykl pracy silnika (tzw. 
        system Comprex), doładowarką napędzaną od wału korbowego. Wirnik doładowarki 
        obracając się z dużą prędkością (ok. 15 tys. obr/min) między dwoma stojanami 
        powietrznym i spalinowym powoduje, że sprężane spaliny pod określonym ciśnieniem 
        doładowują powietrze do kanału dolotowego sposobem dynamiczno-mechanicznym. 
2.4. Doładowanie dynamiczne, które wykorzystuje falowanie strugi powietrza dzięki 
        zmiennej długości kolektora dolotowego 

Sposób pracy silnika spalinowego wyposażonego w turbosprężarkę.

Głównym założeniem zastosowania turbosprężarki jest osiągnięcie wyższego momentu obrotowego, a co z tego wynika - wyższa moc silnika. Jest to możliwe dzięki zassanemu a następnie sprężonemu powietrzu. Poprzez sprężenie powietrza podczas taktu wlotu trafia do komory spalania silnika więcej tlenu. Przy pomocy większej ilości tlenu możliwe jest lepsze spalanie – moc silnika wzrasta.

Aby napędzic turbinę turbosprężarki napędzaną spalinami użyte zostają: energia cieplna oraz energia ruchu. Turbina napędzana spalinami porusza kompresor, sprężarkę. Sprężarka spręża zassane powietrze, poprzez co zostaje ono ogrzane, aby ponownie przy pomocy chłodnicy powietrza zostać schłodzonym.

Turbosprężarki znajdują zastosowanie w silnikach czterosuwowych o posuwisto-zwrotnych ruchach tłoka.
Silnik ten sterowany jest zaworami. W przeciwieństwie do silników dwusuwowych, w których podczas jednego obrotu wału korbowego przebiegają wszystkie suwy pracy, osiąga się dwa obroty wału korbowego w silnikach czterosuwowych w ciągu jednego cyklu.

 Sposób funkcjonowania silnika spalinowego czterosuwowego z zamontowaną turbosprężarką.

• Pierwszy suw: zasysanie
  Tłok obraca się w kierunku wału korbowego (dolnego punktu zwrotnego). Zawór ssący jest otwarty. Mieszanka powietrzno-paliwowa zostaje zassana poprzez wytworzone podciśnienie.

• Drugi suw: sprężanie
  Zawory ssące zostają zamknięte. Tłok porusza się w kierunku górnego punktu zwrotnego. Objętość mieszanki powietrza i paliwa zmniejsza się, przy czym wzrasta ciśnienie i temperatura mieszanki.

• Trzeci suw: praca
  Wszystkie zawory zostają zamknięte. W momencie najwyższego sprężenia w silniku spalinowym mieszanka powietrzno-paliwowa zostaje zapalona przez świecę zapłonową. W przypadku silników Diesla mieszanka ta jest tak bardzo sprężona, że następuje samoistny zapłon. Objętość mieszanki powietrzno-paliwowej powiększa się. Rozpościerające się gazy powodują nacisk tłoku w kierunku dolnego punktu zwrotnego.

• Czwarty suw: wydech
  Kiedy tłok osiągnie dolny punkt zwrotny, otwarty zostaje zawór wylotowy, wydechowy. Tłok porusza się w kierunku górnego punktu zwrotnego. Dzięki otwarciu zaworu wydechowego opada ciśnienie, które staje się porównywalne wartością do zewnętrznego ciśnienia atmosferycznego. Na końcu suwu zawór wydechowy zamyka się a ssący zostaje otwarty. Tak oto rozpoczyna się nowy cykl czterosuwowy!

Zważając na punkty widzenia dzisiejszych czasów, t.j. ekonomia, emisja dwutlenku węgla, emisja hałasu, szczególnie polecane są silniki z wmontowaną turbosprężarką.

Energia spalin

Przy spalaniu, duża część traconej energii spalin wykorzystana zostaje do napędu turbosprężarki. Wirnik turbiny w obrębie turbosprężarki napędzany jest energią spalin, który to w dalszej części napędza wał, na którego końcu zamocowany jest wirnik sprężający powietrze. Wirnik ten spręża zassane powietrze do silnika.

Waga

Poprzez dostarczenie sprężonego zassanego powietrza wzrasta moc silnika. Silniki wyposażone w turbosprężarkę są mniejsze, lżejsze, a tym samym mniejsze w konstrukcji w porównaniu z silnikami wolnossącymi o takiej samej mocy. Poprzez to zmniejsza się także zużycie paliwa.

Emisja CO2

Zastosowanie dzisiejszych silników wyposażonych w turbosprężarkę zmniejsza emisję dwutlenku węgla poprzez lepsze wypełnienie cylindra mieszanką powietrzno-paliwową, a to zapewnia „czyściejsze” spalanie.

Zużycie

Wszystkie powyższe obserwacje stanowią główne warunki niższego zużycia. Podstawą montażu turbosprężarek dzisiaj nie jest już tylko wzrost mocy w silnikach benzynowych, a więcej wysuwa się na pierwszy plan w zastosowaniu tej techniki - zmniejszenie emisji.