Kompressor-Technologien: Roots, Comprex, Lysholm & G-Lader

Der Roots-Kompressor

Der Roots-Kompressor (oft auch als Scroll-Verdichter oder Drehkolbengebläse bezeichnet) ist eine sehr bekannte Bauart, die häufig als „Lappen-Kompressor“ tituliert wird. In diesem Fall sind zwei achtförmige Rotoren über Zahnräder verbunden. Sie drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit, aber in entgegengesetzter Richtung, wodurch die Luft gefördert wird. Dieser Kompressor komprimiert die Luft erst dort, wohin sie gefördert wird. Da sich die Rotoren niemals berühren, entsteht kein mechanischer Verschleiß. Die Leistung des Roots-Kompressors ist jedoch nicht sehr hoch und nimmt mit steigender Motordrehzahl ab. Die Lieferkapazität liegt nur in einem sehr begrenzten Bereich über 50 %. Zudem wird die Druckluft extrem heiß. Die Rotoren können zwei oder drei Flügel (Lappen) besitzen.

Der Comprex-Druckwellenlader

Der Comprex-Lader nutzt das Prinzip eines volumetrischen Kompressors. Er gilt als effiziente Maschine, weist jedoch auch spezifische Nachteile auf. Der Energietransfer zwischen Abgas und Zuluft erfolgt durch Druckwellen innerhalb der dünnen radialen Wände einer Trommel, die durch eine direkte Anbindung an die Kurbelwelle rotiert. Er kombiniert die Funktionsweise eines Turboladers (Nutzung der Abgasenergie) mit dem mechanischen Antrieb, wobei der Rotor nur eine sehr geringe Menge an Motorleistung benötigt, um den Prozess der Druckwellen aufrechtzuerhalten. Diese Art von Kompressor funktioniert hervorragend bei Dieselmotoren, hat jedoch Nachteile wie mechanische Komplexität, lauten Betrieb und hohe Herstellungskosten.

Der Lysholm-Schraubenkompressor

Der Lysholm-Kompressor besteht aus zwei rotierenden, spiralförmig verzahnten Teilen. Die Luft tritt zwischen diese Teile ein, wodurch sich das Volumen verringert und der Druck steigt. Der Lysholm-Kompressor wird in der Regel über einen Riemen von der Kurbelwelle angetrieben. Der Wirkungsgrad dieses Kompressors liegt bei etwa 80 %. Er erreicht Drehzahlen von bis zu 12.000 U/min, um eine ausreichende Aufladung und Drehmomentsteigerung in jedem Bereich zu gewährleisten. Der Betrieb wird durch eine elektromagnetische Kupplung gesteuert (ähnlich wie bei einer Klimaanlage), die vom Motorsteuergerät (ECU) geregelt wird. Die ECU verwaltet auch das Öffnen oder Schließen des Bypass-Ventils. Wenn das Ventil geöffnet ist, wird der Kompressor umgangen und der Motor arbeitet als Saugmotor. Bei Leistungsbedarf schließt das Ventil, der Kompressor wird eingekuppelt und erzeugt den nötigen Druck für die Beschleunigung.

Der G-Lader (Spiralverdichter)

Die von Volkswagen verwendeten G-Lader sind Radial- bzw. Spiralverdichter, deren Gehäuseform dem Buchstaben „G“ ähnelt. Im Inneren bewegen sich Bauteile exzentrisch (nicht rotierend). Das System ist durch ein exzentrisch angeordnetes, spiralförmiges Element auf beiden Seiten gekennzeichnet, das zusammen mit den feststehenden Gehäusedeckeln Kammern mit veränderlichem Volumen bildet. In den 90er-Jahren wurde der Einsatz aufgrund von Problemen bei der Schmierung und Abdichtung eingestellt.