G-feltöltő

Mechanikusan hajtott feltöltő, a Volkswagen használta a nyolcvanas évek végén a Polo, Golf, Corrado típusokban. Előnye a turbólyuk-mentes üzem, a jó hatásfok és a csodás, torokból morgó hang, hátránya, hogy a közvetlen hajtás miatt a turbóval ellentétben fojtja a motort.

Ha egy adott lökettérfogattal rendelkező motorból nagyobb teljesítményt szeretnénk kihozni, akkor több levegőt és üzemanyagot kell számára biztosítani. Mezei szívómotoroknál ez a fordulatszám növelésével is elérhető, azonban - főként a nagyobb térfogatúaknál - ez azért jelentős gondokat is okozhat.

A teljesítménynövelés egyik praktikus megoldása a feltöltés. Ez azt jelenti, hogy a motorba jutó levegőt elősűrítve, nem pusztán a motor természetes szívóhatásával, hanem erőszakos préseléssel nyomjuk be. A nagyobb tömegű levegőben több tüzelőanyagot égethetünk, így növelve a teljesítményt. Az egyik lehetséges mód a kipufogógáz által hajtott turbófeltöltő alkalmazása. A másik, már nem annyira kommersz megoldás a mechanikusan hajtott feltöltők, a kompresszorok használata. A G-töltő az utóbbiak közé tartozik.

Eredeti ötletét 1905-ben a francia L. Creux spiráltöltőként szabadalmaztatta az USA-ban, később a VW e szabadalom alapján fejlesztette ki. A G-60 motor bázisául a VW 1,8 literes, soros, négyhengeres, befecskendezős motorja szolgált. Ez 81 mm-es furattal és 86,4 mm-es lökettel rendelkezik (a térfogat pontos értéke 1781 cm3). Erőtartaléka nagyjából megegyezik egy 2,5 literes szívómotoréval. Az ilyen feltöltött motorok a korabeli Golfokba, Corradókba kerültek beépítésre. Ilyen motor mozgatta a limitált darabszámban kibocsátott Golf Rallye G-60-at, mely születését a versenysportnak köszönheti. Bár ennek típusnak a motorja némileg kilóg a sorból, mivel a szabályok miatt a furat értékét lecsökkentették 80,6 mm-re, a lökettérfogat így 1763 cm3-re módosult (a motorkód: 1H), így már megfelelt a géposztály előírásainak.

Bár a G60-as motorok alapjául a normál GTI motorok szolgáltak, felépítésben jelentős eltérések vannak:
- a magasabb üzemi hőmérséklet miatt a hengerfej hőkezelt alumínium-ötvözetből készült
- megerősített szelepek, páncélozott szelepülések, hűtött kipufogószelepek
- a hengerfejtömítés nemesacél égéstér-gyűrűvel készült
- a töltő sűrítő részének kenése flexibilis olajvezetéken keresztül történik a motorból
- megerősített dugattyúk, ezáltal lecsökkentették a hatásos hosszt 144-ről 136 mm-re
- magasabb gyűrűövvel rendelkező, öntött dugattyúk, 8,6 mm mély gyűrűfészekkel
- olajfecskendezéssel hűtött dugattyúk
- az olajpumpa szélessége 30 mm-ről 36 mm-re nőtt
- a dugattyúcsapszeg átmérője 20-ról, 22 mm-re, hossza 57 mm-ről 67 mm-re változott
- megerősítették a hajtókar csavarokat M8-ról M9-re
- a szelepfedél szintén megerősítve.

A töltő kétrészes öntött alumínium házból áll, súlya 7,8 kg. A ház belsejében spirált alakítottak ki úgy, hogy minden oldalából nyomáskamrák keletkezzenek. A házban csak a magnézium ötvözetből készült kiszorító végez mozgást. Ez nem más, mint egy alaplap, amelynek mindkét oldalából G-formájú spirálok emelkednek ki, ezek mindenkori szélessége 60 mm - innen a G-60 elnevezés.

A töltés menete innen már roppant egyszerű. A hula-hopp karika-szerű mozgás hatására, a ház belépőnyílásából érkező levegő a csatornákon át a kiömlőnyílás felé kényszerítődik. Közben összesűrűsödik, begyorsul és a töltő közepén axiális irányba kilép. A töltő a közvetlen hajtás miatt állandó mozgásban van, ezért a légszállítása folyamatos. Fordulatszáma kb. 1,55-szöröse a motor fordulatszámának, és minden fordulat alatt kb. 860 cm3 levegőt szállít. Így pl. 6200-as motorfordulatnál, a töltő 9600 1/min forog. Ez a turbóhoz képest meglepően alacsony, ennek ellenére a G-töltő rendkívül erős igénybevételnek van kitéve. Állapotát 40.000-60.000 kilométerenként felül kell vizsgáltatni.

Az elégedetlenkedők rögtön megtalálják a rendszer továbbfejleszthető részét. A töltőnyomás növelésével - ez a tuning tuningja - tovább növelhető a teljesítmény, persze az élettartam rovására. A hatás érdekében a töltő nagy - meghajtó- kerekének méretét lehet csökkenteni. Minél nagyobb mértékben csökken a kerékméret, annál jobban nő a töltő fordulatszáma, így több levegőt szállít. A tuningcuccok gyártói többféle kereket kínálnak: 72-60 mm-ig (eredeti mérete 80 mm).

1. LFR szelep; 2. Fojtószelep és megkerülô csappantyú; 3. Motorblokk; 4. G-töltô; 5. Levegôhűtô; 6. Szívócsô; 7. Megkerülő csőidom; 8. Levegő belépése a légszűrőtől

A töltő hatásfoka alaphelyzetben is jobb, mint a turbóé (kb. 55 %), ám a közvetlen hajtás miatt mindjárt el is vesz nagyjából 10 lóerőt a teljesítményből. Előnye viszont a turbólyuk-mentes működés. A feltöltés dinamikájának javítása céljából már közepes fordulatszámon több levegőt szállít a szükségesnél. A fölöslegessé vált levegő a kifúvószelepen át távozik a rendszerből. Ha viszont szükség van a többletre, a Bypass (megkerülő) -szelep zár, így a teljes levegőmennyiség a motorba jut. Részterhelés esetén a szelep ismét nyit, így a fölöslegessé vált levegő a megkerülő csövön visszajut a töltőbe.

Túl magas töltőnyomásnál, vagy kopogásos égésnél az LFR szelep (alapjárati - üresjárati töltésszabályozó szelep) "leereszti" a levegőt, így a töltőnyomás a kritikus érték alá csökken. Szériamotoroknál a maximális töltőnyomás értéke: 0,7 bar. A töltő működése közben a szállított levegő hőmérséklete jelentősen megemelkedik, ezzel rontja a hatásfokot. Ennek ellensúlyozására közvetlenül a G-töltő után egy nagyméretű levegő-visszahűtőt helyeztek el.

Ahhoz, hogy a töltő kifogástalanul, jó hatásfokkal működjön, megfelelő tömítéssel kell rendelkeznie a kiszorító és a ház között. Ezt a célt szolgálja a spirálok felső peremében elhelyezett, a bemarásba szorosan illesztett tömítés. Fontos feladata miatt ez a leggyengébb láncszem is egyben, amely idővel elhasználódik, csökkentve a hatásfokot. A másik ilyen odafigyelés igényes pont a fogasszíj, ami a két tengelyt köti össze. Érdemes az állapotukra nagy figyelmet szentelni, mivel ha elszakadnak, a kiszorító már nem a megfelelő pályán fog mozogni, s így nagymértékű károsodást szenvedhet. A tuningolók ezt tovább szokták erősíteni megszélesített, megduplázott kivitellel.

A VW mindössze 70 db-os példányszámban hozta ki a motor 16 szelepes változatát, 210 LE (155 kW) teljesítménnyel. Néha összefutni egy-egy ilyen példány 270 LE-ig izmosított változataival is, sőt az A.M.E tuningcég már hirdet 340(!) LE-s gépet is. És a fejlesztés sem állt meg. A svájci SIG cég már megalkotta a G-töltő újabb generációs változatát, melyet "Ecodyno" névre kereszteltek.