Doładowanie to nie tylko turbosprężarka
Mail Man G40Systemy doładowania silnika są praktycznie tak stare jak on sam. Ale w historii swoje miejsce zaznaczyło kilka rozwiązań, które dziś już nie są stosowane, mimo że wykorzystywano je w popularnych samochodach produkowanych masowo. Podczas gdy wielu producentów do silników stosowało turbo, niektórzy zdecydowali się na inne rozwiązania.
- Sprężarka typu Comprex pracuje według zasady impulsowego przepompowywania powietrza.
- Ważnym aspektem pracy doładowania Comprex jest utrzymanie szczelności między kanałami w obudowie a kanałami w wirniku.
- System G volkswagena – żeliwny korpus i spiralny, magnezowy wirnik.
- W 1986 roku na rynku pojawiło się auto drogowe z kompresorem spiralnym – model Polo GT G40 Coupé.
Ciekawym rozwiązaniem doładowania jest sprężarka typu Comprex. Pracuje ona według zasady impulsowego przepompowywania powietrza sprężonego przez gazy spalinowe. Charakteryzuje się bezpośrednim przekazaniem energii spalin do powietrza doładującego poprzez wykorzystanie zjawisk falowych. Wynikiem jest natychmiastowa reakcja silnika na zmianę obciążenia oraz korzystny przebieg krzywych mocy i momentu obrotowego.
Cechy doładowania typu Comprex
Przeciętne ciśnienie doładowania tego systemu wynosi 0,2 MPa. Pasek, który łączy sprężarkę Comprex z wałem korbowym silnika, służy jedynie do zsynchronizowania pracy obu urządzeń. Szacunkowo moc silnika, pochłaniana przez napęd tej sprężarki, oscyluje w granicach 2% mocy wytworzonej przez jednostkę.
Cechy falowości doładowania umożliwiły wykorzystanie energii fali uderzeniowej, która powstaje w wyniku spalania mieszanki paliwowej, i przekazanie energii tej fali powietrzu, które jest w płynny sposób zasysane przez urządzenie. Cały proces odbywa się w poszczególnych komorach urządzenia. Tam – za pośrednictwem otworów dolotowych i wylotowych – świeże powietrze jest spiętrzane, a spaliny – rozprężane.
Trzeba zauważyć, że podczas tego procesu ładunek powietrza niesie ze sobą małe ilości spalin. Większość spalin opuszcza urządzenie Comprex przez okno wydechowe, wywołując podciśnienie, które zasysa świeży ładunek powietrza do urządzenia.
Ważnym aspektem pracy urządzenia jest utrzymanie szczelności między kanałami w obudowie a tymi w obracającym się wirniku. Jest to realizowane przez zachowanie szczeliny o wielkości 0,1 mm między wirnikiem a obudową urządzenia.
Warto wspomnieć, że system Comprex po części realizuje proces recyrkulacji spalin właśnie za sprawą wspomnianej nieszczelności. Doładowanie typu Comprex stosowano w samochodach Opel Senator (w 1985 r.) i Mazda 626 z 2-litrowym silnikiem Diesla (w 1992 r.). Ze względu na trudności związane z obsługą tego typu sprężarek, wymagające łożyskowanie wirnika i problematyczne uszczelnienie zrezygnowano z tego rodzaju doładowania w samochodach.
Doładowanie w systemie G
Twórcą sprężarki spiralnej typu G jest Francuz Léon Creux, który opatentował to urządzenie w 1905 r. Wówczas nie znano jeszcze technologii wytwarzania sprawnie działających, trwałych, a przede wszystkim szczelnych układów tego typu.
Budowa sprężarki ślimakowej jest bardzo prosta. Konstrukcja Volkswagena ma żeliwny korpus i spiralny, magnezowy wirnik. W korpusie znajdują się 2 zachodzące na siebie spirale. Jedna z nich jest częścią obudowy, druga to element ruchomy, zamocowany na wałku z mimośrodem. Ruch mimośrodowy centralnej spirali względem tej nieruchomej w obudowie powoduje przetłaczanie powietrza między ściankami do środka spirali. Tam znajduje się wylot do kolektora dolotowego.
Pod koniec lat 70. XX w. zapadła decyzja, że sprężarka spiralna będzie odpowiednikiem turbodoładowania w samochodach Volkswagena. Prowadzono badania wytrzymałościowe, pracowano nad uszczelnieniem i wyciszeniem konstrukcji. Ostatecznie w 1985 r. zaprezentowano prototyp sprężarki spiralnej. Rok później pojawiło się auto drogowe z kompresorem spiralnym – model Polo GT G40 Coupé. Liczba 40 odnosiła się do głębokości ślimaka (czyli głębokości komory sprężającej).
Silnik tego samochodu generował moc 115 KM przy 6000 obr./min z 1300 cm3 pojemności skokowej. Większe wersje tego kompresora – G60 – wdrożono do Golfa II, Corrado i Passata B3 z silnikami 1,8 l. W lutym 1994 r. zakończono projekt „G-Ladera” i zrezygnowano ze stosowania tych urządzeń we wszystkich silnikach Volkswagena. Powodem był duży gabaryt i wysoki koszt produkcji, który przestał być konkurencyjny wobec taniejących turbosprężarek. Golfy i Passaty G60 wycofano z oferty Volkswagena w 1993 r. Rok później zakończono produkcję Polo GT G40 Coupé.
