Kompresor Roots – jak działa i dlaczego jest głośny

Kompresor typu Roots to jeden z najstarszych i najbardziej charakterystycznych rodzajów mechanicznych doładowań silnika spalinowego. Jego konstrukcja opiera się na dwóch lub trzech wirnikach o specjalnych wyprofilowanych łopatkach, które obracają się w szczelnie dopasowanej obudowie. Wirniki Roots nie sprężają powietrza wewnątrz samego kompresora, lecz działają na zasadzie przetłaczania określonej objętości powietrza z komory dolotowej wprost do cylindrów. Powietrze jest wypychane bezpośrednio, nie ulega kompresji podczas przemieszczania przez rotory – dlatego Roots zaliczany jest do kompresorów wyporowych, a nie osiowych lub odśrodkowych. Dzięki swej prostej budowie jest bardzo niezawodny i mało podatny na awarie – stąd tak duża popularność w motorsporcie, klasycznej motoryzacji oraz w maszynach przemysłowych. Fenomen kompresora Roots polega jednak na jego bardzo charakterystycznej akustyce – jest znacznie głośniejszy od modeli śrubowych czy spiralnych. Hałas wytwarzany przez Roots wynika głównie z szybko obracających się wirników o sztywnym spasowaniu, generujących falę ciśnienia i gwałtowne przetłaczanie dużych ilości powietrza. Dodatkowo, w momencie, gdy łopatki wirników przechodzą obok siebie i otwierają okno przepływu powietrza, powstaje efekt rozładowania ciśnienia, który słyszalny jest jako donośny, mechaniczny szum bądź wyraźny świst. Wysokie obroty wałka napędowego i brak wewnętrznego tłumienia powodują, że głośność rootsa rośnie wraz z mocą silnika. Również drgania generowane przez kompresor przenoszą się na elementy mocujące i obudowę silnika, wzmacniając charakterystyczną „techniczną” barwę dźwięku pod maską. Roots jest mniej efektywny niż inne kompresory jeśli chodzi o temperaturę sprężania – powietrze wydostające się z komory jest cieplejsze, przez co nie nadaje się do najbardziej wymagających, wysokoobrotowych silników wyczynowych bez dodatkowego chłodzenia (intercooler). Jednak w niższym zakresie obrotów daje stały przyrost momentu i nie generuje turbo-dziury. Dodatkowo, prostota mechaniki czyni z rootsa trwałe i tanie w eksploatacji rozwiązanie, często wybierane do tuningów klasycznych amerykańskich V8 czy muscle-carów. Regularna wymiana oleju w przekładni kompresora oraz kontrola stanu wirników pozwala wydłużyć jego żywotność i zminimalizować emisję hałasu.