Geschichte
Der Roots-Kompressor ist der älteste Kompressortyp und geht auf die frühen 1900er Jahre zurück, als er zum ersten Mal als industrielles Luftbewegungsgerät eingesetzt wurde. In den letzten 30 Jahren hat sich der Roots-Kompressor jedoch drastisch verändert und ist so effizient und leise geworden, dass er heute häufig als Zwangsansaugsystem für Kraftfahrzeuge eingesetzt wird. Der Roots-Lader ist zwar immer noch der thermisch am wenigsten effiziente Lader (im Vergleich zu Zentrifugal- und Schraubenkompressoren), aber er wird sowohl in Top-Fuel-Dragstern als auch in modernen Mercedes-, Ford- und GM-Personenwagen als Leistungssteigerung für die Erstausrüstung eingesetzt.
Wie er funktioniert
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Der Roots-Lader besteht aus zwei gegenläufigen, ineinandergreifenden, gelappten Rotoren. Die beiden Rotoren fangen die Luft in den Lücken zwischen den Rotoren ein und drücken sie gegen das Kompressorgehäuse, während sie sich in Richtung des Auslasses/der Auslassöffnung drehen. Bei jeder Umdrehung wird eine bestimmte feste Luftmenge eingeschlossen und zum Auslass befördert, wo sie komprimiert wird. Deshalb fällt der Roots-Kompressor unter die Kategorie der Kompressoren mit festem Hubraum (wie der Doppelschrauben-Kompressor). Vorteile &Nachteile Der Roots-Kompressor ist für seine Fähigkeit bekannt, große Mengen an Ladedruck zu erzeugen, während er bei sehr niedrigen Drehzahlen dreht. Bei einer Automobilanwendung kann ein Roots-Kompressor oft schon bei 2000 Umdrehungen pro Minute seine volle (Spitzen-)Ladung erreichen. Diese Eigenschaft hat zu seinem Erfolg und seiner Beliebtheit bei Top-Kraftstoff-Rennen beigetragen und macht ihn ideal für den Einsatz bei kleineren 4- und 6-Zylinder-Motoren, die traditionell in der unteren Hälfte des Drehzahlbereichs zu kämpfen haben (und ist der Grund, warum Jackson Racing einen Eaton-Kompressor vom Roots-Typ verwendet). Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des Roots-Kompressors ist seine Einfachheit in der Konstruktion. Der Roots-Kompressor hat nur sehr wenige bewegliche Teile und dreht bei niedrigen Drehzahlen, was ihn zu einem der zuverlässigsten und haltbarsten Kompressordesigns macht. |
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Der große Nachteil des Roots-Kompressors ist seine thermische Ineffizienz – oder seine Natur, hohe Entladetemperaturen zu erzeugen – die dem Motor Leistung rauben. Bei einem Roots-Lader ist fast immer ein Ladeluftkühler erforderlich, um die Ladelufttemperaturen auf ein akzeptables Niveau zu senken. Dieser schlechte thermische Wirkungsgrad ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass es keine interne Verdichtung gibt (die Verdichtung erfolgt, nachdem die Luft die Auslassöffnung verlassen hat). Zusätzliche Wärme entsteht durch die komprimierte (heiße) Luft, die an den Rotoren vorbei nach hinten entweicht und die Temperatur der Ansaugluft aufheizt.
Fazit
Der Roots-Lader ist der älteste Ladertyp und hat immer noch seinen Platz in der Automobilwelt bei Dragstern, kleineren Motoren und Lastwagen – die alle in der unteren Hälfte des Drehzahlbereichs Leistung benötigen. Die meisten großen Hersteller haben sich von den Roots-Kompressoren abgewandt, wahrscheinlich weil sie selbst bei geringem Ladedruck so viel Wärme erzeugen. Wie bei den Schraubenkompressoren ist es auch bei den Roots-Kompressoren schwierig, sehr hohe Ladedruckwerte zu erreichen. Dennoch ist es mehreren Herstellern (Magnuson/MagnaCharger, Saleen, Allen, Jackson – alle verwenden einen Eaton-Roots-Kompressor) gelungen, Kompressorsysteme für Kraftfahrzeuge zu entwickeln, die die Vorteile des Roots-Kompressors nutzen und gleichzeitig seine Schwächen überwinden. Wenn Sie einen Roots-Kompressor kaufen, können Sie unglaubliche Leistungssteigerungen schon im Leerlauf erwarten. Sie können auch sicher sein, dass Sie einen der einfachsten und zuverlässigsten Kompressoren auf dem Markt haben, weshalb Automobilhersteller (GM, Ford, Mercedes) im Allgemeinen Roots-Kompressoren für OE-Anwendungen wählen. Ein Ladeluftkühler wird höchstwahrscheinlich bei Ladedruckwerten über 6psi mit einem Roots-Kompressor erforderlich sein.