W ostatnim okresie przedstawiliśmy kilka metod turbo doładowywania silników spalinowych. W miarę upływu czasu powstawały coraz ciekawsze rozwiązania, wiele z nich pozostało na stole projektowym, ale całkiem sporo trafiło do seryjnej produkcji. Choć świat kompresorów został zdominowany przez Stany Zjednoczone, koncern Volkswagen nie chciał pozostać w tyle w rywalizacji konstruktorów, a innowacyjny potencjał cechujący grupę umożliwił jej prezentację własnego pomysłu. W poniższym artykule pokażemy, w jaki sposób niemiecki producent chciał zdominować rynek kompresorów mechanicznych.

Nie do końca niemiecki kompresor G-Lader

To, w jaki sposób Volkswagen podbił rynek kompresorem spiralnym G-Lader, zostanie wyjaśnione w artykule – już teraz możemy jednak zdradzić, że rozwiązanie rozsławione przez niemiecką grupę firm nie było pierwotnie ich własnym produktem intelektualnym. Co więcej, wynalazek nie został nawet opatentowany w Niemczech. 3 października 1905 r. francuski pisarz i inżynier Léon Creux uzyskał prawo patentowe na tzw. sprężarkę spiralną (patent USA nr 801,182). Nazwisko wynalazcy popadło w zapomnienie, a to ze względu na fakt, że jego pomysł przez bardzo długi czas nie znalazł praktycznego zastosowania. Rozwiązanie było, co do zasady, funkcjonalne, ale technologia produkcji w 1900 roku nie była jeszcze na poziomie umożliwiającym uzyskanie tolerancji, dopasowania i jakości materiałów wymaganych do uzyskania działającego urządzenia. Dopiero w latach 80-tych, a więc niemal po stu latach, koncern zarządzany przez Volkswagena i Audi sprawił, że kompresor zyskał sławę. Grupa firm postrzegała sprężarkę spiralną jako rodzaj wyzwania – nikt dotąd nie palił się do realizacji tego pomysłu, gdyż był on uważany za nieracjonalnie drogi lub niemożliwy do wdrożenia. Inżynierowie koncernu VW-Audi nazwali rozwiązanie doładowaniem G-Lader i przystąpili do projektowania.

Czym wyróżnia się G-Lader?

Konstrukcja kompresora G-Lader nie wydaje się na pierwszy rzut oka skomplikowana: kompresor składa się z dwuczęściowej obudowy, naprzemiennie poruszającej się sprężarki oraz wałów napędowych i pomocniczych. Komory napełniania, odpowiedzialne za wytworzenie kompresji, są ułożone spiralnie we wspomnianej już dwuczęściowej obudowie – stąd nazwa „sprężarka spiralna”.

Podczas gdy „obracająca się” część sprężarki wykonuje ruch naprzemienny, spiralnie ułożone komory zapewniają transport powietrza. Podobnie jak w przypadku wszystkich ładowarek mechanicznych, można powiedzieć, że zapotrzebowanie ładowarki na energię jest pokrywane przez silnik spalinowy. Oznacza to oczywiście, że doładowanie G również pobiera użyteczną moc z silnika, ale jednocześnie działa szczególnie wydajnie nawet w niskim zakresie prędkości, w przeciwieństwie do stosowanych w tamtym czasie turbosprężarek. Napęd zwykle pochodzi z głównego wału silnika z paskiem klinowym, a wał pomocniczy jest napędzany paskiem żebrowym. Ładowarka jest poruszana przez osie za pomocą krzywek, które w ten sposób wykonują okrężny ruch oscylacyjny. Bezpośrednią konsekwencją tego jest to, że ilość powietrza dostarczanego przez sprężarkę spiralną, znaną również jako sprężarka ślimakowa, jest proporcjonalna do prędkości obrotowej silnika (zarówno nazwa „ślimakowa”, jak i „G” odnoszą się do kształtu sprężarki).
W ten sposób unikamy otworu w turbosprężarce, który w tamtych czasach był poważnym problemem, a obecnie jest prawie nieistotny, a doładowanie G, dzięki doskonałej wydajności, sprawdza się doskonale nawet w porównaniu ze sprężarkami przy niskich obrotach. Jego wydajność może przekraczać 60%, w zależności od konstrukcji.
Jeśli cały ładunek powietrza nie jest potrzebny, jego część jest przenoszona na stronę ssącą przez doładowanie za pomocą regulatora ciśnienia. Doładowanie G zwiększa wydajność objętościową i poziom doładowania w całym zakresie prędkości silnika spalinowego, dlatego dzięki jego zastosowaniu można uzyskać wysoką elastyczność momentu obrotowego.

Samochody osobowe wyposażone w kompresor G-Lader

Chociaż sprężarka spiralna zyskała swój kształtu i trafiła na drogi dzięki Volkswagenowi, firma stosunkowo szybko wycofała się z tej technologii, dlatego rozwiązanie to znalazło się w niewielu modelach. Łatwo je zidentyfikować: doładowanie G otrzymały pojazdy z oznaczeniami silnika G40 lub G60.
Są to następujące typy:

• Volkswagen Polo Mk2 GT G40 (86c – pierwsza seria ograniczona do 500 pojazdów (wszystkie czarne, światła przeciwmgielne) i druga seria ok. 1 500 sztuk, kolory podstawowe plus 500 czarnych, sprzedawane tylko na rynku francuskim)
• Volkswagen Polo Mk2F GT G40 (86c)
• Volkswagen Golf Mk2 GTI G60 (19E)
• Volkswagen Golf Mk2 G60 Rallye (19E – tylko 5000 pojazdów)
• Volkswagen Golf Mk2 G60 Limited (19E – tylko seria specjalna Volkswagen-Motorsport licząca 71 pojazdów)
• Volkswagen Corrado G60 (Corrado – 53I)
• Volkswagen Passat (B3) G60 Syncro (Passat – 35I)

Powód zakończenia przez Volkswagen projektu G-Lader

Koncern chciał opracować sprężarkę spiralną, która byłaby praktycznie bezobsługowa, a jej żywotność odpowiadałaby żywotności samochodu. W ten sposób koncern przedstawiał ją wówczas swoim potencjalnym klientom. W rzeczywistości jednak stwierdzenie to nie do końca pokrywało się z faktami. Podczas normalnej pracy, kompresory wymagały stosunkowo częstego serwisowania i napraw. Części G-Lader ulegają zużyciu, a jego tempo zależy od obciążenia, prędkości i innych parametrów. Wydajność przez to zmniejsza się, aż w końcu urządzenie psuje się i wymaga całkowitej renowacji. Niektórzy dostrzegają w tym podobieństwo do zachowania silników Wankla. Dzięki odpowiednim okresowym serwisom i wymianom podzespołów, żywotność sprężarki spiralnej można mocno wydłużyć, nawet do setek tysięcy kilometrów. To jednak nie wystarczyło, aby Volkswagen zainwestował dodatkową energię w projekt, dlatego został wstrzymany rozwój, a następnie produkcja.

Wiele osób nadal uważa doładowanie G za punkt odniesienia, ale ogólnie można powiedzieć, że wyższe niż oczekiwano wymagania serwisowe i wynikające z tego dodatkowe koszty sprawiły, że rozwiązanie to nie okazało się konkurencyjne na rynku i od tamtego czasu nie było stosowane przez producentów w pojazdach drogowych.