Comment les superchargeurs peuvent faire passer votre voiture de course au niveau supérieur

La suralimentation est depuis longtemps un favori des coureurs de dragsters qui reconnaissent que Mère Nature ne peut pas à elle seule fournir un flux d'air suffisant aux cylindres. Vous trouverez des compresseurs dans une variété de classes au sein de la NHRA, et bien sûr, aujourd'hui, ils sont régulièrement utilisés par les constructeurs automobiles OE et sur le marché secondaire pour les performances sur route et sur piste.

La suralimentation augmente la puissance en introduisant de l'air sous pression dans l'admission d'un moteur à combustion interne. Grâce à l'utilisation d'un compresseur (ou d'un ventilateur), la puissance et le couple peuvent être doublés ou triplés.

Contrairement à un turbo qui est entraîné par des gaz d'échappement chauds, les soufflantes sont entraînées directement par le vilebrequin, de sorte que la vitesse du compresseur est directement liée au régime du moteur. Avec cela, il y a une perte mécanique due à la traînée parasite du compresseur, mais les gains en valent la peine. Bien sûr, il est important de sélectionner le meilleur ventilateur pour votre application. Cela inclut la conception, la taille et la sélection de la poulie du ventilateur, et le rapport d'amplification doit également être pris en compte dans les unités à entraînement centrifuge.

En parlant de design, vous constaterez que les deux choix populaires dans les courses de dragsters sont le PD (déplacement positif) et le centrifuge. Les ventilateurs PD sont normalement assis au sommet du moteur et ont un entraînement à l'avant, un boîtier pour contenir les pièces et un ensemble de rotors qui déplacent l'air. En revanche, les soufflantes centrifuges utilisent un entraînement, un boîtier en forme de volute et une roue similaire à ce que l'on trouve dans un turbo. Les deux types fonctionnent différemment, et il y a des avantages et des inconvénients à chaque type. Cependant, ils alimentent tous les deux le moteur et peuvent produire de grandes quantités de puissance.

Les lecteurs astucieux de la NHRA National Dragster noteront que nous avons couvert les bases de l'induction forcée dans la précédente colonne Racing Technology sur les turbocompresseurs. Donc, avec cela, nous plongerons directement dans l'art de la suralimentation et couvrirons les tenants et les aboutissants de la suralimentation par courroie.

"En termes simples, un moteur est une pompe à air, donc plus vous pouvez y mettre d'air, plus il y a de puissance", a déclaré Dave Turner, de ProCharger. "En pressurisant ou en forçant l'air dans un moteur avec un compresseur, une multiplication par trois [ou plus] de la puissance est possible."

Glen Hutchison, de The Blower Shop, a expliqué que « tout moteur à combustion interne repose sur un rapport de carburant et d'air allumé pour produire de la puissance. Avec un moteur à aspiration naturelle, l'air pénètre dans le moteur à la pression atmosphérique (14,7 psi) et une quantité correspondante de carburant est ingérée. Dans ce scénario, vous ne pouvez pas ajouter plus d'air au moteur car il dépend de la pression atmosphérique, vous ne pouvez donc pas ajouter plus de carburant pour essayer d'augmenter la puissance de sortie.

"Dans sa forme la plus simple, un compresseur est une pompe à air, donc être capable d'ajouter de l'air au moteur au-dessus de la pression atmosphérique standard signifie que vous pouvez ajouter une quantité correspondante de carburant. Tant que vous êtes capable d'allumer [et de brûler efficacement] cette charge carburant/air, vous pouvez augmenter considérablement la puissance d'un moteur donné. La quantité d'air qu'un compresseur mettra dans un moteur est déterminée par sa vitesse d'entraînement par rapport à celle du vilebrequin. Ceci est facilement contrôlé en modifiant les poulies d'entraînement du ventilateur pour l'accélérer ou le ralentir. "

Lance Keck, directeur de l'ingénierie chez Vortech Superchargers, a ajouté : « Nous estimons que la suralimentation centrifuge est efficace dans les courses d'accélération et la construction de puissance en raison de son boost linéaire et de sa courbe de puissance. Couplée à son efficacité nettement supérieure, c'est clairement une option supérieure à toutes les autres. du travail effectué ou de l'énergie développée par une machine, un moteur, etc., à l'énergie qui lui est fournie, généralement exprimée en pourcentage. Un compresseur centrifuge moderne offre le plus de puissance par livre de suralimentation et le moins de perte parasite de tout type de compresseur. Par conséquent, par définition, un compresseur centrifuge tel qu'un Vortech est l'option de suralimentation la plus efficace disponible.

Alors que les compresseurs sont populaires dans les courses de dragsters depuis plus de 60 ans, comme tout autre composant, il y a toujours une évolution. Les soufflantes d'aujourd'hui présentent une construction robuste et il existe une infinité d'options pour la rue et la piste. Cela comprend des unités principales autonomes et des kits complets.

"De nombreuses améliorations ont été apportées à la conception et à la construction des compresseurs de suralimentation au cours de la dernière décennie", a déclaré Hutchinson. "Les boîtiers coulés ont été remplacés par des boîtiers en billette, ce qui leur donne beaucoup plus de résistance et d'intégrité structurelle. Les rotors étaient autrefois fabriqués en matériau moulé avec 60 degrés de torsion par pouce de longueur de rotor, ce qu'on appelle un rotor hélicoïdal standard, et ceux-ci sont maintenant disponibles en billette d'aluminium avec 120 degrés de torsion par pouce de longueur de rotor, connu sous le nom de rotor "à hélice élevée".

"Encore une fois, le matériau de la billette améliore à la fois la résistance et la durée de vie du rotor, et la conception à haute hélice a considérablement amélioré la plage avec laquelle le ventilateur fera un boost. De plus, la décharge ou la sortie du compresseur a été repensée à partir de sa configuration d'origine. Ce qui était standard était une longue ouverture rectangulaire, et cela a été remplacé par une ouverture en forme de tarte, également appelée ouverture delta. ce que les aérodynamiciens appellent "l'air sale". Dans les applications de course, nos soufflantes TBS comportent des plaques d'appui encastrées, qui reculent les rotors et augmentent considérablement la résistance de la soufflante. Les poches rétro permettent un mouvement plus avantageux de l'air lorsqu'il circule à l'intérieur de la soufflante.

"Les compresseurs ont évolué avec la fabrication CNC et la modélisation 3D", a déclaré Darren Mayer, président de DMPE. "Aujourd'hui, nous pouvons usiner en 3D les orifices d'admission et de décharge. Cela permet une répétabilité et des performances constantes et précises. Lorsque j'ai commencé, les entrées étaient telles que coulées, puis j'ai commencé à les porter à la main et j'ai trouvé d'importants gains de puissance. Les entrées d'aujourd'hui ont de nombreuses heures de développement et de tests dynamométriques pour obtenir le plus de remplissage de rotor [déplacement] afin que le compresseur soit aussi efficace que possible. "

ProCharger est une autre entreprise dotée d'une technologie de pointe. Il a conçu un système de lubrification autonome pour les surpresseurs centrifuges et utilise la conception assistée par ordinateur et la fabrication CNC de haute qualité. "Cela a vraiment fait entrer les superchargeurs dans le 21e siècle avec une efficacité améliorée, des tolérances plus strictes et des améliorations des performances aérodynamiques", a déclaré Dave Turner, de ProCharger. "Avec la popularité croissante des logiciels d'injection et de réglage de carburant pour les applications de course, les coureurs peuvent vraiment obtenir ces 3 à 5% supplémentaires de leur compresseur et de leur moteur de course, ce qui n'était pas possible il y a 10 ou 15 ans."

Les coureurs et les amateurs de rue ont des options quant à l'additionneur de puissance le mieux adapté à leurs applications, et le plus souvent, les choix courants sont le nitreux, le turbocompresseur et/ou la suralimentation, et l'un des avantages de la suralimentation est un boost instantané sans se soucier des bouteilles. "Le boost créé par le compresseur est instantané et peut être contrôlé avec des ajustements de surmultiplication", a ajouté Lee Littlefield, de Littlefield Superchargers.

Turner a ajouté: "Un compresseur centrifuge ProCharger est plus prévisible, fiable, plus facile à installer, à régler et à entretenir. Un système nitreux est complexe et peut être imprévisible. Les turbocompresseurs nécessitent une fabrication, des conduites d'huile externes et un choc de la voiture pendant la mise en scène pour 'rester sur boost.' Avec un compresseur ProCharger, le pilote met simplement la voiture en scène, applique le transbrake et fait tourner le moteur au régime souhaité avant le lancement. Le pilote peut se concentrer sur l'allumage d'une bonne lumière plutôt que sur la violence de faire avancer une voiture turbocompressée pendant la mise en scène.

Un sous-produit de la compression de l'air est la chaleur, de sorte que les coureurs utilisent souvent un refroidisseur intermédiaire qui fait baisser la température de l'air d'admission avant qu'il n'entre dans le moteur. De nos jours, toutes les configurations de suralimentation d'usine utilisent un refroidisseur intermédiaire intégré avec un échangeur de chaleur, mais de nombreux coureurs de dragsters renoncent à l'échangeur de chaleur pour un réservoir contenant de l'eau glacée. Cela permet aux coureurs de faire passer de l'eau réfrigérée dans le refroidisseur intermédiaire, ce qui réduit considérablement la température de l'air d'admission. La baisse de la température d'admission permet d'avancer le calage de l'allumage sans crainte de détonation.

Keck a ajouté : « La nécessité du refroidissement de la charge [également connu sous le nom de refroidissement intermédiaire] dépend de plusieurs facteurs, y compris [mais sans s'y limiter] la pression de suralimentation, la compression statique, l'indice d'octane du carburant utilisé, etc.

"Il n'est pas toujours nécessaire d'effectuer un refroidissement intermédiaire", a déclaré Darren Mayer, de DMPE, Inc. "Le type de carburant est important. L'essence a une faible diffusion latente de chaleur par rapport au méthanol, par conséquent, le refroidissement intermédiaire rapporte un avantage plus important lorsque la LDH n'est pas disponible. Cependant, chaque fois que la charge d'entrée boostée peut être refroidie, la puissance est toujours augmentée. "

Selon à qui vous parlez, le réglage pour une puissance maximale peut être facile ou difficile. Trouver le bon endroit peut vous amener dans le cercle des gagnants - un mauvais réglage peut entraîner une détonation qui tue le moteur. Avec cela, le réglage implique non seulement de composer le rapport air / carburant, mais aussi d'obtenir la courbe de suralimentation adaptée au moteur et aux conditions. Les équipes Top Fuel et Funny Car modifient régulièrement l'épaisseur du joint de culasse et le rapport d'entraînement du ventilateur pour contrôler la compression et le niveau de suralimentation, où les coureurs de SAMTech.edu NHRA Factory Stock Showdown sont limités à une configuration, ils doivent donc régler en utilisant le calage de l'allumage et la cartographie du carburant.

"Une voiture de course a de nombreuses variables, et la suralimentation n'est que l'une de ces variables", a déclaré Turner. "Pour régler correctement une voiture de course, quelqu'un doit bien comprendre l'ensemble de la voiture de course et pas seulement être capable de manipuler l'étincelle ou la courbe de carburant. Idéalement, un tuner aurait une formation traditionnelle en course et comprendrait la dynamique des véhicules de course, y compris les fondamentaux du moteur, la configuration du châssis, l'embrayage et la configuration de la transmission, ainsi que des compétences informatiques modernes. Avec tant de choses à gagner ou à perdre dans les performances globales sur piste, à côté du pilote, un bon tuner dans une équipe de course est probablement le rôle le plus important. "

Mayer a ajouté : « Mécaniquement, faire correspondre l'orifice d'entrée du compresseur au régime de fonctionnement du moteur est la partie la plus importante. Ce n'est que récemment que nous avons gagné en obtenant des gains maximaux à bas régime, tout en étant également à haut régime. Normalement, nous aurions une entrée à surmultiplication lente et une entrée à surmultiplication élevée. Selon la façon dont vous faites fonctionner le moteur, cela dépendait de la configuration du compresseur.

"Il existe de nombreux défis lors du réglage pour des performances maximales, mais en réalité, le ventilateur n'en fait pas partie", a déclaré Hutchinson. "Essentiellement, une fois que votre soufflante a été adaptée à votre moteur et à son application, elle peut presque être éliminée de l'équation. La soufflante peut être accélérée ou ralentie comme un outil de réglage pour compenser les changements d'altitude, de température, d'humidité et d'autres variables, et décider de combien ou de quel incrément cela doit être fait peut être difficile. La partie la plus difficile est le rapport air/carburant, le réglage de la synchronisation et l'embrayage.

Du point de vue de Keck, "Les défis et/ou les limites du réglage sont différents selon l'utilisation du véhicule. La principale limite pour l'utilisation dans la rue est le niveau d'octane du carburant. Avec de nombreuses personnes qui optent pour l'E85, la capacité de puissance est certainement supérieure à celle de l'essence de pompe ordinaire, mais avec l'E85, il peut parfois y avoir des différences d'indice d'octane réel d'un lot à l'autre et d'une pompe à l'autre. Cela peut conduire à des décisions entre le réglage pour la sécurité et le réglage pour des performances maximales. des matériaux utilisés, tels que les blocs moteurs, les culasses, etc."

Avant de clore la conversation, nous voulions lister les erreurs courantes. "Sur les applications à essence, trop de compression peut entraîner une détonation", a déclaré Littlefield. "Sur l'alcool et le nitrométhane, faire fonctionner le système de carburant trop pauvre est problématique après l'ajout d'un ventilateur qui brûle le carburant plus efficacement. Et les équipes peuvent être en mesure de faire fonctionner les bandes de téflon pendant 25 à 50 passages, selon l'application avant d'être reconstruites avec un. Un ventilateur créé avec plus d'espace pour une application au gaz ou dans la rue peut durer de cinq à huit ans entre les reconstructions. "

Mayer a ajouté : « À la base, l'erreur la plus courante consiste à choisir la bonne compression pour la quantité de suralimentation reçue du compresseur. La pression des cylindres est augmentée avec la suralimentation.

Du côté centrifuge, Turner a déclaré: "Une erreur courante des coureurs est de toujours penser que faire tourner le compresseur plus rapidement équivaut à plus de puissance. Nos compresseurs sont conçus pour fonctionner à une efficacité maximale à une plage de régime spécifiée, et nous conseillons aux coureurs d'ajuster les tailles de poulie de compresseur en fonction de la ligne rouge du régime moteur pour maintenir le régime de leur compresseur dans le" point idéal ". Nous avons vu des coureurs améliorer constamment les mph et et en ralentissant le compresseur jusqu'au régime souhaité et en accélérant leurs moteurs."

Enfin, Keck a ajouté : "Les erreurs courantes de suralimentation concernent le plus souvent la sélection des composants et la compatibilité avec une configuration existante. La sélection d'un compresseur trop petit limitera les performances globales, ainsi que la possibilité de devoir placer un compresseur en dehors de sa plage de fonctionnement efficace ou même sûre pour atteindre les objectifs de performance (c'est-à-dire en faisant trop tourner le compresseur). La sélection d'un compresseur trop grand pourrait également affecter la courbe de suralimentation/performance de l'ensemble. D'autres facteurs incluent la sélection des cames et le taux de compression statique. L'électronique moderne et les options de carburant ont permis des taux de compression de 12:1 à 15:1, qui étaient beaucoup trop élevés ces dernières années.

La boutique du souffleur/ 208.985.7650 / TheBlowerShop.com

DMPE, Inc./ 269.428.5070 / DMPEINC.com

Superchargeurs Littlefield/ 714.992.9292 / LittlefieldBlowers.com

ProCharger/ David Turner, directeur marketing / 913.338.2886 / ProCharger.com

Superchargeurs Vortech/ 805.247.0226 / VortechSuperchargers.com