Sprężarka mechaniczna (kompresor)

Sprężarka mechaniczna to odmiana doładowania, która zwiększa moc silnika poprzez sprężanie powietrza trafiającego do cylindrów, dzięki czemu każdy cykl spalania może spalić więcej paliwa i uwolnić więcej energii. Od znacznie powszechniejszej turbosprężarki odróżnia ją źródło napędu: sprężarkę mechaniczną łączy z silnikiem przekładnia, zwykle pasek wyprowadzony z koła pasowego na wale korbowym, a nie strumień spalin. To bezpośrednie połączenie nadaje jej cechę charakterystyczną, czyli dostarczanie doładowania proporcjonalnie do prędkości obrotowej silnika i praktycznie bez zwłoki.

Istnieje kilka rozwiązań konstrukcyjnych. Konstrukcje wyporowe, w tym typ Roots oraz sprawniejsza sprężarka dwuśrubowa, przy każdym obrocie zamykają i przepychają stałe objętości powietrza, budując silne doładowanie już od bardzo niskich obrotów, co świetnie nadaje się do uzyskiwania natychmiastowego, mocnego momentu obrotowego w dole zakresu. Sprężarki odśrodkowe z kolei wykorzystują wirnik podobny do koła sprężającego turbosprężarki i budują doładowanie bardziej stopniowo, w miarę wzrostu obrotów. We wszystkich przypadkach sprężone, a więc rozgrzane powietrze prowadzi się zazwyczaj przez chłodnicę powietrza doładowującego przed wlotem do cylindrów, ponieważ jego schłodzenie jeszcze bardziej zwiększa gęstość i ogranicza ryzyko spalania stukowego.

Dla kierowcy największą zaletą jest reakcja na gaz. Skoro sprężarka obraca się zawsze, gdy pracuje silnik, doładowanie pojawia się w chwili otwarcia przepustnicy, dając liniowy i przewidywalny przypływ mocy bez chwilowego wahania kojarzonego z rozpędzaniem turbiny. Sprawia to, że silniki z taką sprężarką są skłonne do reakcji i elastyczne, zachowując się niczym większa jednostka wolnossąca.

Główną wadą jest sprawność. Napęd sprężarki pochłania część własnej mocy silnika, a tej straty pasożytniczej nie ma w turbosprężarce, która odzyskuje energię spalin marnowaną w innym przypadku. Sprężarka mechaniczna bywa zatem bardziej paliwożerna niż turbosprężarka o tym samym poziomie doładowania, co jest jednym z powodów, dla których turbosprężarka zdominowała powszechne zmniejszanie pojemności silników tam, gdzie liczy się oszczędność paliwa.

Ta kara w sprawności stopniowo ograniczyła zastosowanie sprężarki mechanicznej głównie do silników osiągowych, w których jej natychmiastowa reakcja i charakterystyczny sposób dostarczania mocy ceni się ponad samą ekonomię, oraz do nisz specjalistycznych, takich jak wyścigi typu drag. Mercedes-Benz słynnie oznaczał całe pokolenie doładowanych w ten sposób silników nazwą Kompressor, czyli niemieckim słowem oznaczającym sprężarkę, a marki takie jak Jaguar oraz liczne amerykańskie muscle cary szeroko korzystały z tej techniki. Niektórzy producenci łączyli nawet sprężarkę mechaniczną dla reakcji przy niskich obrotach z turbosprężarką dla sprawności w górze zakresu w jednym silniku, dążąc do połączenia zalet obu metod. Jako krewna turbosprężarki sprężarka mechaniczna pozostaje najwyraźniejszym przykładem tego, jak napęd mechaniczny wymienia sprawność na wyeliminowanie zwłoki.