Cómo los supercargadores pueden llevar tu auto de carrera al siguiente nivel

La sobrealimentación ha sido durante mucho tiempo una de las favoritas de los corredores de carreras de resistencia que reconocen que la madre naturaleza por sí sola no puede proporcionar un flujo de aire amplio a los cilindros. Encontrará supercargadores en una variedad de clases dentro de la NHRA y, por supuesto, hoy en día, los fabricantes de automóviles OE y en el mercado de repuestos los utilizan regularmente para el rendimiento en la calle y en la pista.

La sobrealimentación aumenta la producción al introducir aire presurizado en la admisión de un motor de combustión interna. Mediante el uso de un sobrealimentador (o soplador), la potencia y el par se pueden duplicar o triplicar.

A diferencia de un turbo impulsado por gases de escape calientes, los ventiladores son impulsados ​​directamente por el cigüeñal, por lo que la velocidad del sobrealimentador se relaciona directamente con las rpm del motor. Con eso, hay pérdida mecánica debido a la resistencia parásita del sobrealimentador, pero las ganancias valen la pena. Por supuesto, es importante seleccionar el mejor soplador para su aplicación. Esto incluye el diseño, el tamaño y la selección de la polea del soplador, y también se debe considerar la relación de incremento en las unidades accionadas por centrifugación.

Hablando de diseño, encontrará que las dos opciones populares en las carreras de resistencia son PD (desplazamiento positivo) y centrífugo. Los sopladores PD normalmente se sientan encima del motor y tienen un accionamiento en la parte delantera, una caja para contener las piezas y un conjunto de rotores que mueven el aire. Por el contrario, los sopladores centrífugos utilizan una unidad, una carcasa en forma de espiral y un impulsor similar al que se encuentra en un turbo. Los dos tipos funcionan de manera diferente, y existen ventajas y desventajas para cada tipo. Sin embargo, ambos alimentan el impulso del motor y pueden generar grandes cantidades de energía.

Los lectores astutos de NHRA National Dragster notarán que cubrimos los conceptos básicos de la inducción forzada en la columna anterior de Racing Technology sobre turbocompresores. Entonces, con eso, profundizaremos directamente en el arte de la sobrealimentación y cubriremos los entresijos del impulso impulsado por correa.

"En términos simples, un motor es una bomba de aire, por lo que cuanto más aire pueda introducir, más potencia es posible", dijo Dave Turner, de ProCharger. "Al presurizar o forzar el aire en un motor con un supercargador, es posible una multiplicación de potencia tres veces [o más]".

Glen Hutchison, de The Blower Shop, explicó que, "Cualquier motor de combustión interna se basa en una proporción de combustible y aire que se enciende para generar energía. Con un motor de aspiración natural, el aire ingresa al motor a presión atmosférica (14.7 psi) y un correspondiente cantidad de combustible es ingerida En este escenario, no puede agregar más aire al motor porque depende de la presión atmosférica, por lo que no puede agregar más combustible para tratar de aumentar la potencia de salida.

"En su forma más simple, un sobrealimentador es una bomba de aire, por lo que poder agregar aire al motor por encima de la presión atmosférica estándar significa que puede agregar una cantidad correspondiente de combustible. Siempre que pueda encender [y quemar de manera eficiente] ese carga de combustible/aire, puede aumentar drásticamente la salida de cualquier motor dado. La cantidad de aire que un supercargador pondrá en un motor está determinada por su velocidad de conducción en relación con la del cigüeñal. Esto se controla fácilmente alterando las poleas impulsoras del ventilador. acelerarlo o ralentizarlo".

Lance Keck, gerente de ingeniería de Vortech Superchargers, agregó: "Creemos que la sobrealimentación centrífuga es eficaz en las carreras de resistencia y la generación de potencia debido a su impulso lineal y su curva de potencia. Junto con su eficiencia significativamente mayor, es claramente una opción superior a todas las demás". Para poner un punto más fino, todo tipo de personas usan mucho la palabra "eficiencia" y, la mayoría de las veces, se usa incorrectamente o de una manera descaradamente engañosa. La definición real de eficiencia es "la relación entre el trabajo realizado o la energía desarrollada por una máquina, motor, etc., con respecto a la energía que se le suministra, normalmente expresada como porcentaje.' Un sobrealimentador centrífugo moderno ofrece la mayor cantidad de caballos de fuerza por libra de impulso y la menor pérdida parasitaria de cualquier tipo de sobrealimentador. Por lo tanto, por definición, un sobrealimentador centrífugo como Vortech es la opción de sobrealimentación más eficiente disponible".

Si bien los supercargadores han sido populares en las carreras de resistencia durante más de 60 años, como cualquier otro componente, siempre hay evolución. Los sopladores de hoy cuentan con una construcción robusta y hay infinitas opciones para la calle y la pista. Esto incluye unidades principales independientes y kits completos.

"Ha habido muchas mejoras en el diseño y la construcción de supercargadores durante la última década", dijo Hutchinson. "Las carcasas fundidas se han reemplazado por piezas de palanquilla, lo que les otorga una resistencia e integridad estructural significativamente mayores. Los rotores solían estar hechos de material fundido con 60 grados de torsión por pulgada de longitud del rotor, lo que se conoce como rotor helicoidal estándar, y estos son ahora disponible en aluminio billet con 120 grados de giro por pulgada de longitud del rotor, conocido como rotor de "alta hélice".

"Nuevamente, el material de palanquilla mejora tanto la resistencia como la vida útil del rotor, y el diseño de hélice alta ha mejorado significativamente el rango con el que el soplador impulsará. Además, la descarga o salida del supercargador se ha rediseñado de su original configuración. Lo que solía ser estándar era una abertura rectangular larga, y se ha cambiado a una abertura en forma de pastel, también conocida como abertura delta. A través de pruebas e investigaciones, se descubrió que la abertura delta ofrecía un rendimiento mucho mejor al hacer coincidir el giro helicoidal del rotor, eliminando la turbulencia o lo que los aerodinámicos llaman 'aire sucio'. En aplicaciones de carreras, nuestros sopladores TBS cuentan con placas de apoyo empotradas, que mueven los rotores hacia atrás y aumentan significativamente la fuerza del soplador. Los bolsillos retro permiten un movimiento más ventajoso del aire a medida que circula dentro del soplador".

"Los supercargadores han evolucionado con la fabricación CNC y el modelado 3D", dijo Darren Mayer, presidente de DMPE. "Hoy en día, podemos mecanizar en 3D los puertos de entrada y descarga. Esto hace que la repetibilidad y el rendimiento sean consistentes y precisos. Cuando comencé, los puertos de entrada eran fundidos, luego comencé a conectarlos a mano y encontré grandes ganancias de hp [caballos de fuerza]. Las entradas tienen muchas horas de desarrollo y pruebas de dinamómetro para obtener el máximo [desplazamiento] de llenado del rotor para que el sobrealimentador sea lo más eficiente posible".

ProCharger es otra empresa con gran tecnología. Diseñó un sistema de lubricación autónomo para sobrealimentadores centrífugos y utiliza un diseño asistido por computadora y fabricación CNC de alta calidad. "Esto realmente ha llevado a los supercargadores al siglo XXI con una eficiencia mejorada, tolerancias más estrictas y mejoras en el rendimiento aerodinámico", dijo Dave Turner, de ProCharger. "Con la creciente popularidad de la inyección de combustible y el software de ajuste para aplicaciones de carreras, los corredores realmente pueden obtener ese 3 a 5% extra de su supercargador y motor de carreras, lo que no era posible hace 10 o 15 años".

Los corredores y entusiastas de la calle tienen opciones en cuanto a qué sumador de potencia es mejor para sus aplicaciones y, en la mayoría de los casos, las opciones comunes son nitroso, turbocargador y/o sobrealimentador, y una de las ventajas de la sobrealimentación es el impulso instantáneo sin preocuparse por las botellas. "El impulso creado por el supercargador es instantáneo y se puede controlar con ajustes de sobremarcha", agregó Lee Littlefield, de Littlefield Superchargers.

Turner agregó: "Un supercargador centrífugo ProCharger es más predecible, confiable, más fácil de instalar, ajustar y mantener. Un sistema nitroso es complejo y puede ser impredecible. Los turbocompresores requieren fabricación, líneas de aceite externas y golpes en el automóvil durante la preparación para 'permanecer'. en impulso.' Con un supercargador ProCharger, el corredor simplemente coloca el auto en etapas, aplica el freno de transmisión y acelera el motor a las rpm deseadas antes de arrancar. El corredor puede concentrarse en encender una buena luz en lugar de lidiar con la violencia de empujar hacia adelante un automóvil turboalimentado durante la puesta en escena. "

Un subproducto de la compresión del aire es el calor, por lo que los corredores a menudo emplean un intercooler que reduce la temperatura del aire de entrada antes de que ingrese al motor. Todas las configuraciones de supercargadores de fábrica en estos días usan un intercooler integrado con un intercambiador de calor, pero muchos corredores de carreras renuncian al intercambiador de calor por un tanque que contiene agua helada. Esto permite que los corredores hagan correr agua fría a través del intercooler, lo que reduce en gran medida la temperatura del aire de entrada. Bajar la temperatura de entrada permite adelantar el tiempo de encendido sin temor a la detonación.

Keck agregó: "La necesidad de enfriamiento de carga [también conocido como intercooling] depende de varios factores, que incluyen [entre otros] la presión de sobrealimentación, la compresión estática, el índice de octanaje del combustible utilizado, etc. Con muchos motores de vehículos de producción que provienen directamente del Sin embargo, en las carreras, ha habido avances en el uso de combustible que permiten una alta potencia sin enfriamiento de carga utilizando combustibles alternativos como el metanol. "

Darren Mayer, de DMPE, Inc. "No siempre es necesario intercooler". Sin embargo, siempre que la carga de entrada aumentada se pueda enfriar, la potencia siempre se incrementa".

Dependiendo de con quién hables, ajustar la potencia máxima puede ser fácil o difícil. Encontrar el punto óptimo puede llevarte al círculo de ganadores: la mala sintonización puede provocar una detonación que acabe con el motor. Con eso, el ajuste implica no solo marcar la relación aire/combustible, sino también obtener la curva de impulso adecuada para el motor y las condiciones. Los equipos de Top Fuel y Funny Car modifican regularmente el grosor de la junta de la cabeza y la relación de transmisión del ventilador para controlar la compresión y el nivel de impulso, donde los corredores en SAMTech.edu NHRA Factory Stock Showdown están limitados a una configuración, por lo que deben ajustar usando el tiempo de encendido y el mapeo de combustible.

"Un auto de carreras tiene muchas variables, y la sobrealimentación es solo una de esas variables", dijo Turner. "Para sintonizar correctamente un auto de carrera, alguien necesita comprender completamente el auto de carreras en su totalidad y no solo ser capaz de manipular la chispa o la curva de combustible. Idealmente, un sintonizador tendría una formación tradicional en carreras y comprendería la dinámica del vehículo de carrera, incluidos los fundamentos del motor, configuración del chasis, configuración del embrague y la transmisión, junto con las habilidades informáticas modernas. Con tanto que ganar o perder en el rendimiento general de la pista, junto al piloto, un gran afinador en un equipo de carreras es probablemente el papel más importante".

Mayer agregó: "Mecánicamente, hacer coincidir el puerto de entrada del supercargador con las rpm operativas del motor es la parte más importante. Solo recientemente hemos estado ganando ganancias máximas a bajas rpm, mientras que también a altas rpm. Normalmente, tendríamos un lento -entrada de sobremarcha y una entrada de alta sobremarcha. Dependiendo de cómo haga funcionar el motor, depende de la configuración del sobrealimentador".

"Hay muchos desafíos cuando se ajusta para obtener el máximo rendimiento, pero en realidad, el soplador no es uno de ellos", dijo Hutchinson. "En esencia, una vez que su soplador se ha adaptado a su motor y su aplicación, casi se puede eliminar de la ecuación. El soplador se puede acelerar o desacelerar como una herramienta de ajuste para compensar los cambios de altitud, temperatura, humedad, y otras variables, y decidir cuánto o en qué incremento se debe hacer esto puede ser un desafío. La parte difícil son las proporciones de aire/combustible, ajustar la sincronización y el embrague. Puede ser difícil hacer que todo encaje al mismo tiempo. Cuanto mayor sea la potencia, más estrecha será la ventana de ajuste".

Desde la perspectiva de Keck, "los desafíos y/o limitaciones en la afinación son diferentes según el uso que se le dé al vehículo. La principal limitación para el uso en la calle es el nivel de octanaje del combustible. Con muchas personas que optan por el E85, la capacidad de potencia es ciertamente más alto que el gas de bombeo normal, pero con E85, a veces puede haber diferencias en el índice de octanaje real de un lote a otro y de una bomba a otra. Las aplicaciones incluyen las condiciones atmosféricas, el tipo de combustible y las limitaciones de soporte de potencia de los materiales que se utilizan, como bloques de motor, culatas, etc.

Antes de cerrar la conversación, queríamos enumerar los errores comunes. "En las aplicaciones de gasolina, demasiada compresión puede provocar una detonación", dijo Littlefield. "Con alcohol y nitrometano, hacer funcionar el sistema de combustible demasiado pobre es problemático después de agregar un soplador que quema el combustible de manera más eficiente. Y los equipos pueden hacer funcionar las tiras de teflón de 25 a 50 veces, según la aplicación, antes de reconstruirlas con una. Un soplador creado con más espacio para una aplicación de gas o calle puede durar de cinco a ocho años entre reconstrucciones".

Mayer agregó: "En un nivel básico, el error más común es elegir la compresión correcta para la cantidad de impulso recibido del sobrealimentador. La presión del cilindro aumenta con la sobrealimentación. Controlar la detonación es clave en la vida útil de un motor potenciado. EFI ha cambiado el juego aquí porque el control preciso del motor ha permitido ganancias de potencia con las que muchos solo podían soñar hace tan solo 20 años".

En el lado centrífugo, Turner declaró: "Un error común de los corredores es pensar siempre que hacer girar el sobrealimentador más rápido equivale a más potencia. Nuestros sobrealimentadores están diseñados para funcionar con la máxima eficiencia en un rango de rpm específico, y recomendamos a los corredores que ajusten los tamaños de las poleas del sobrealimentador en función de línea roja de rpm del motor para mantener las rpm del sobrealimentador en el 'punto óptimo'. Hemos visto a los corredores mejorar consistentemente las mph y et al reducir la velocidad del sobrealimentador a las rpm deseadas y acelerar sus motores".

Finalmente, Keck agregó: "Los errores comunes en la sobrealimentación suelen estar relacionados con la selección de componentes y la compatibilidad con una configuración existente. Seleccionar un sobrealimentador demasiado pequeño limitará el rendimiento general, así como la posibilidad de necesitar poner un sobrealimentador fuera de su capacidad eficiente o incluso un rango seguro de operación para alcanzar los objetivos de rendimiento (es decir, hacer girar demasiado el compresor). La selección de un sobrealimentador demasiado grande también podría afectar negativamente la curva de impulso/rendimiento del paquete general. También puede agregar válvula/válvulas de escape inadecuadas que puede causar un aumento del sobrealimentador durante la desaceleración. Otros factores incluyen la selección de la leva y la relación de compresión estática. La electrónica moderna y las opciones de combustible han permitido relaciones de compresión de 12:1 a 15:1, que eran demasiado altas en años anteriores".

La tienda de sopladores/ 208.985.7650 / TheBlowerShop.com

DMPE, Inc./ 269.428.5070 / DMPEINC.com

Supercargadores de Littlefield/ 714.992.9292 / LittlefieldBlowers.com

cargador pro/ David Turner, director de marketing / 913.338.2886 / ProCharger.com

Supercargadores Vortech/ 805.247.0226 / VortechSuperchargers.com