Ein Kompressor ist eine der ältesten Methoden, um einem Motor Kraft zu verleihen, daher ist es keine Überraschung, dass Rennfahrer auf der ganzen Welt immer Wege gefunden haben, diese Kraft zu nutzen, um ihre Autos schneller zu machen. Der Supercharger ist seit Beginn des Sports ein Grundnahrungsmittel im Drag Racing, von den ersten Hot Rods auf den Salinen bis zu den Anfängen des Top Fuel Racing. Die beiden häufigsten Arten von Kompressoren im Drag Racing sind die Wurzeln und Schraubengebläse, die an Orten auf der ganzen Welt aus den Motorhauben verschiedener Rennwagen herausragen. Heute werden wir uns diese Kompressoren ansehen, um ihre interne Funktionsweise zu besprechen und wie sie so ähnlich und doch so unterschiedlich sind.Da ein Motor wie eine riesige Luftpumpe wirkt, ist der beste Weg, um mehr Leistung zu erzielen, die Luftmenge zu erhöhen, die durch ihn fließt. Der Kompressor zwingt mehr Sauerstoff in den Motor, wodurch mehr Kraftstoff verbrannt werden kann, was wiederum zu einer höheren Leistung führt. Die Wurzeln und Schraubengebläse, die Sie auf der Strecke sehen, sehen vielleicht so aus, als würden sie Luft in den Motor bringen, aber es gibt tatsächlich ein paar Unterschiede in ihrer Funktionsweise.
Gebläse sind seit ihren frühesten Tagen ein Teil des Drag Racing und alte Gebläse sind immer noch auf Nostalgie-Autos wie diesen zu sehen.
Das Roots-Gebläse
Der Roots-Kompressor wirkt wie eine große Verdränger-Luftpumpe auf der Oberseite eines Motors und ist das, was die Nitro-fressenden NHRA Top Fuel und Funny Cars verwenden, um ihre Kraft zu machen. Im Inneren des Gebläses befinden sich zwei Rotoren, die typischerweise jeweils drei Lappen haben, und sie bewegen die Luft im Inneren des Gehäuses. Die Luft wird in Taschen gehalten, die sich um die Lappen befinden, und wird dann von der Einlass- zur Auslassseite des Lappens bewegt. Während dies geschieht, bewegen die Rotoren mehr Luft, als der Motor aufnehmen kann, und erzeugen einen Schub im Verteiler des Kompressors.
Darren Mayer, Inhaber von DMPE Inc, ist ein Experte, wenn es um Aufladung und deren Teile geht. Er liefert mehr Hintergrundinformationen darüber, was das moderne Roots-Gebläse ausmacht.
„Die Rotoren im Inneren des Gebläses sind spiralförmig und dreilappig ausgeführt. Der Rotor hat drei männliche Lappen und der Bereich zwischen ihnen, der den gegenüberliegenden Rotor aufnimmt, wird als Wurzel bezeichnet. In alle modernen Leistungsrotoren sind Teflondichtungsstreifen eingearbeitet, die austauschbar sind. Das Gehäuse ist ein Billet- oder Gussgehäuse, in dem die Rotoren untergebracht sind. Das Gehäuse bietet eine Dichtungsbohrung für das Einlaufen der Rotoren und eine Position für Rotorzentren, um Luft in das Gerät ein- und auszuleiten, sowie eine Möglichkeit, den Kompressor am Motor zu montieren.“
Hier sind einige beispiele von verschiedenen wurzeln gebläse fall designs von DMPE.
Roots-Gebläse werden oft anhand einer Zahl wie 8-71 oder 14-71 bezeichnet. Dies sind nur Zufallszahlen zugewiesen, aber sie haben eine einzigartige Bedeutung. „Die Zahlen stammen von den ursprünglichen GM-Diesel-LKW, die ein Wurzelgebläse namens 6-71 hatten“, erklärt Mayer. „Dieses Gebläse hatte einen 15 Zoll langen Rotor. Von diesem Tag an wird ein 15-Zoll-Rotorgebläse als 6-71, ein 16-Zoll-Rotor als 8-71 und ein 19-Zoll-Rotor als 14-71-Gebläse bezeichnet. Wie Sie sehen können, je größer die Zahl, desto länger der Rotor und desto mehr Leistung wird es machen.“
Das Schraubengebläse
Das Schraubengebläse kann einem Roots-Gebläse ähneln, funktioniert jedoch anders. Das Wurzelgebläse wirkt wie eine Pumpe für die Luft, wenn sie in den Motor gelangt, während das Schraubengebläse eher einem Luftkompressor ähnelt, indem es die Atmosphäre in den Motor drückt.
Ein Schraubengebläse ist in der Lage, die Luft effizienter in den Motor zu befördern, da die Rotoren, die die Luft einfangen, beim Drehen kleiner werden, was wiederum dazu führt, dass die Luft komprimiert wird, wenn sie in den Verteiler eingeführt wird.
An diesem PSI-Schraubengebläse können Sie sehen, wie sehr sich das Gehäuse- und Rotordesign von einem Roots-Gebläse unterscheidet.
Das Schraubengebläse benötigt im Vergleich zum Wurzelgebläse weniger Energie, um die gleiche Arbeit zu verrichten. -Darren Mayer
Genau wie das Wurzelgebläse besteht das Schraubengebläse aus einem Gehäuse, in dem sich die beiden Rotoren und andere Teile befinden, die die Luft in den Motor drücken. Die Rotoren am Schraubengebläse sind sehr unterschiedlich, da sie eher den Gewinden einer Schraube ähneln, daher der Name Schraubengebläse. Die Luft wird in das Gebläse durch die Lufteinlassöffnung geholt und überschreitet dann heraus die Unterseite in die Vielfältigkeit, nachdem sie die Rotoren durchläuft und unter Druck gesetzt wird und Auftrieb bildet.
Ein weiterer Unterschied; Das Schraubengebläse verwendet nicht das gleiche Nummerierungssystem für die Größe der Rotoren, die sich im Gehäuse befinden — es verwendet eine Buchstabenklassifizierung wie ein C-Rotor oder D-Rotor. Der Buchstabe gibt an, wie groß der Rotor ist, und der größte auf dem Markt ist der C-Rotor und wird typischerweise in Rennsportarten verwendet, bei denen die Rotorgröße unbegrenzt ist. Der D-Rotor ist die größte Rotorgröße, die im NHRA-Wettbewerb für Rennfahrer zulässig ist, die ein Schraubengebläse verwenden.
Der größte Vorteil des Schraubengebläsedesigns ist, wie effizient es gegenüber dem Wurzelgebläse ist, wenn es darum geht, Strom zu erzeugen. „Das Schraubengebläse benötigt im Vergleich zum Wurzelgebläse weniger Energie, um die gleiche Arbeit zu erledigen. Bei gleichem Verteilerdruck von 40 psi benötigen die Schraubengebläse im Durchschnitt 400 PS weniger, um diesen Schub zu erzeugen. Diese Reduzierung der benötigten Leistung wird an die Kurbelwelle abgegeben, um das Fahrzeug zu beschleunigen, im Gegensatz zum Betrieb des Laders „, erklärt Mayer.
Roots Blower Vs The Screw Blower
Wenn es darauf ankommt, ist das Ziel eines Roots- und Schraubengebläses dasselbe; Bewegen Sie so viel Luft wie möglich in den Motor, um die Leistung zu erhöhen. Wie gut das zwischen den beiden gemacht ist, wo die großen Unterschiede entstehen und zeigen, welches Gebläse mehr Leistung bringen kann.Andy Severyn, John Sears und Chelsea Clark sind die Kerngruppe der Menschen, die PSI Superchargers betreiben, einen der größten Namen auf dem Markt für Wurzel- und Schraubengebläse. Sie haben Jahre damit verbracht, beide Arten von Gebläsen zu perfektionieren und wissen, was es braucht, um mit jedem große Leistung zu erzielen.
Roots Blower Overdrive
Ein Roots-Gebläse kann eine bestimmte Menge an Overdrive haben, basierend auf der Klasse, in der Sie sich befinden. Janis erklärt, wie Overdrive in einem Roots-Gebläse funktioniert. „Während Sie denken würden, dass das Drehen eines Kompressors bei einem höheren Overdrive mehr Leistung bringen würde, ist dies nicht immer der Fall. Es wird tatsächlich viel Wärme im Kompressor erzeugen, was dann dazu führt, dass die Ansaugtemperatur ansteigt, wodurch Ihr Auftauchen viel schwieriger wird. In unserem speziellen Fall schreibt die NHRA vor, dass unser Kompressor eine Overdrive-Grenze von 16,5 Prozent Overdrive hat. Das heißt, mit der Riemenscheibenkombination aus oberer Riemenscheibe und unterer Riemenscheibe dreht sich das Gebläse 16,5 Prozent schneller als die tatsächliche Motordrehzahl. Es geht Hand in Hand, egal welche Overdrive-Kombination Sie verwenden.“
Laut Severyn ist das Schraubengebläse der klare Gewinner, wenn es darum geht, aufgrund der Effizienz mehr Leistung zu erzielen.
„Das Roots-Gebläse fungiert eher als Luftpumpe mit Teilen, die sich im Inneren berühren und Wärme und Reibung verursachen, und kann sich nur auf 13.500-14.000 U / min drehen, bevor es anfängt, mehr Wärme als Auftrieb zu erzeugen. Diese Hitze und Reibung bewirkt, dass das Wurzelgebläse viel weniger effizient ist und nicht so viel Luft bewegen kann wie das Schraubengebläse.
„Das Schraubengebläse ist effizienter und Sie können es auf 24.000 bis 26.000 U / min drehen und haben immer noch mehr Platz, um Energie zu erzeugen, aber es gibt keine Zylinderköpfe, die das Luftniveau eines Schraubengebläses nutzen können produzieren. Schraubengebläse sind der richtige Weg, wenn Sie maximale Leistung erzielen möchten, da sie effizient sind und weniger Leistung benötigen, um sie zu drehen.“
Um die Effizienzunterschiede zwischen den beiden Gebläsen weiter zu verdeutlichen, schauen Sie sich einfach an, wie viel Luft ein Wurzelgebläse und ein Schraubengebläse je nach Größe verdrängen können. Die größten 14-71 Wurzel-artigen Gebläse sind in der Lage, über 540 Kubikzoll Luft zu verdrängen, während ein C-Rotorschraubengebläse normalerweise nur 472 Kubikzoll Luft verdrängt, aber in der Lage ist, es leistungsfähiger zu tun und eine viel kühlere Ladung Luft über dem Wurzelgebläse zu produzieren.Mike Janis, Jr. von Mike Janis Superchargers hilft seit vielen Jahren Menschen dabei, mit Wurzeln und Schraubengebläsen für alle Arten von Rennen enorme Leistung zu erzielen. Er bringt es in sehr einfachen Worten genau, warum das Schraubengebläse in der Lage ist, mehr Leistung als das Wurzelgebläse auf einem bestimmten Motor zu machen.
„Ein Schraubengebläse benötigt etwa 150 PS, damit der Motor die Rotoren dreht, während ein Wurzelgebläse mehr als 500-600 PS benötigt, um dasselbe zu tun. Die schraubenartigen Rotoren greifen sehr unterschiedlich ineinander und können sich aufgrund ihrer Schraubenform sehr leicht drehen.“
Ein Satz Schraubenrotoren links, Wurzeln rechts.
Ein Schraubengebläse benötigt etwa 150 PS, damit der Motor die Rotoren dreht, während ein Wurzelgebläse mehr als 500-600 PS benötigt, um die Rotoren drehen zu können. -Mike Janis Jr.
Es gibt mehrere Faktoren, die die Wahl eines Rennfahrers zwischen diesen beiden Methoden der erzwungenen Induktion beeinflussen können. Bevor ein Rennfahrer den größten C-Rotor oder das 14-71-Gebläse aufnimmt, das er finden kann, muss er wirklich verstehen, wie das Gebläse in seine Kombination, seinen Stil und seine Rennklasse passt. Mit Wurzeln und Schraubengebläsen ist größer nicht immer besser, und es kann Sie schnell in Schwierigkeiten bringen.
Laut Severyn musst du wissen, was deine Ziele mit der Klasse sind, die du fahren wirst, bevor du dich für ein Gebläse entscheidest. „Eines der großen Dinge, die du dir ansehen musst, ist die Art von Rennen, die du machst und wo. Wir hatten vor kurzem einen Kunden, der sein Schraubengebläse liebte, aber das Problem war, dass die Spuren, die er wollte, einfach nicht die Kraft halten konnten, die es erzeugte. Da das Gebläse bei der Stromerzeugung zu effizient war, war es für sie besser, zu einem Wurzelgebläse zu gehen, um das Beste aus der Kombination herauszuholen.“
Ein weiterer Faktor sind die Klassenregeln. Aufgrund der Effizienz eines Schraubengebläses ist die Verwendung in einer bestimmten Klasse normalerweise mit einer hohen Gewichtsstrafe verbunden, wenn sie überhaupt zulässig sind. „Oft kann ein Roots-Blower-Auto viel weniger wiegen als ein schraubengeblasenes Auto – manchmal bis zu 300 Pfund weniger. Aus diesem Grund könnte die Gewichtsstrafe für das Schraubengebläse eine Rolle bei der Auswahl spielen, da das Schraubengebläse im Vergleich zum Wurzelgebläse bei diesem Gewicht arbeiten würde „, sagt Severyn.
Verschiedene Organisationen und Eliminatoren haben unterschiedliche Regeln und Einschränkungen für Kompressoren; in einigen Fällen sind sowohl Schrauben als auch Wurzeln mit Gewichtsstrafen je nach Wahl zulässig.
Wie die Gebläse begrenzt sind, macht laut Janis auch einen Unterschied darin, wie oft sie verwendet werden. „Es hängt alles von der Klasse und Anwendung ab, die Sie ausführen. Für alle 1.000 Wurzelgebläse da draußen haben Sie Glück, wenn ein Schraubengebläse in diesem Verhältnis verwendet wird. Roots-Gebläse sind in der Rennwelt insgesamt viel häufiger und akzeptierter.“
Wie das Gebläse am Motor sitzt, stellt einen weiteren Unterschied in der Leistung dar, und hier kommt ein Rückschlaggebläse ins Spiel. „Wir haben den Kompressor zurückgesetzt, damit die Luftströmungseigenschaften des Kompressors alle acht Zylinder besser versorgen können. Sie möchten wirklich, dass jeder Zylinder die gleiche Last trägt. Wenn das Gebläse zu weit vorne ist und die vorderen Zylinder proportional mehr Luft bekommen, benötigen sie mehr Kraftstoff, um sie glücklich zu machen. Deshalb machen sie mehr Arbeit als die anderen sechs. Indem wir das Gebläse zurückbewegen, können wir den Motor quadrieren und die Arbeit gleichmäßiger machen „, erklärt Mayer.
Top Fuel Dragster und Funny Cars verwenden beide Rückschlaggebläse, um die Luft besser in die flüchtigen Motoren zu verteilen.
Das Getriebe hinter dem Motor muss unabhängig vom Gebläsetyp in der Lage sein, die Leistung des Motors zu bewältigen. Nach Mayers Erfahrung spielt die Art der Übertragung für das Gebläse keine Rolle, aber es kommt darauf an, wie die Leistung abgestellt wird. „Dem aufgeladenen Motor ist es egal, an welchem Getriebe er befestigt ist, aber das Fahrzeug wird sich definitiv darum kümmern. Wie Sie die Leistung multiplizieren und nutzen, ist ein großer Teil des Drag Racing, daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Getriebe die Gebläseleistung nutzen kann „, erklärt Mayer.
Auf welchem Drehzahlniveau Sie den Motor und das Gebläse drehen, macht den Unterschied bei der Getriebeauswahl und wie die Leistung angewendet wird. „Ein Kupplungs- oder Wandlersetup reagiert unterschiedlich darauf, wie und wo Sie die Leistung anwenden. Ein weiterer Unterschied zum Getriebe besteht darin, wie Sie das Auto inszenieren; ein Schraubengebläse arbeitet gerne mit höheren Drehzahlen, weil das Gebläse Strom erzeugt „, sagt Severyn.
Grundlagen der Gebläseleistung
Die Wurzeln und Schraubengebläse sind nur ein kleiner Teil der Hochleistungsgleichung, die sich unter der Haube eines Zwangsinduktions-Rennwagens befindet. Der Motor ist um das Gebläse herum gebaut und da sowohl Wurzeln als auch Schrauben in jeder Klasse erlaubt sind, an der der Rennfahrer teilnehmen wird, können ihre Optionen ziemlich offen sein, auf welcher Route sie gehen. Die beste Wahl in den Köpfen, in den Verteilern und in der Maschinengröße beeinflußt direkter durch die Klasse und welches Gebläse sie erlauben, weil die Kombination zusammenpassen muss, was gut mit dieser bestimmten Gebläseart funktioniert.
„Früher mussten Sie einen Chevy mit kleinem Block verwenden, da er mit der höheren Drehzahl umgehen konnte, die Sie mit einem Gebläse darauf werfen würden. Jetzt können Sie mit diesen modernen Motoren, wie von Brad Anderson, Alan Johnson oder Noonan, einen größeren Motor auf eine höhere Drehzahl drehen. Es geht darum, diesen Ventiltrieb zusammenzuhalten. Kompressionsverhältnisse spielen auch in sie auf der Grundlage der Kombination; Sie könnten ein Kerl läuft ein Roots-Gebläsemotor auf 8: 1, während ein anderer läuft 10:1 mit einem Schraubengebläse auf Alkohol. Wenn Sie mit verschiedenen Leuten sprechen, erhalten Sie viele verschiedene Antworten darauf, was am besten funktioniert, aber es gibt keine wirklich endgültige Antwort „, erklärt Severyn.
Die art und design von injektor hüte variiert über die bord für beide arten von gebläse.
Der Injektorhut spielt auch eine Rolle, wie die Luft in das Gebläse strömt, und das kann beeinflussen, wie viel Leistung das Gebläse erzeugen kann, unabhängig vom Ladertyp. Wo der Injektorhut platziert wird, hat laut Mayer genauso viel mit der Leistung zu tun wie mit der Größe. „Wenn Sie einen Top-Fuel-Hut auf ein Türauto setzen, wird es wirklich nicht mehr Auftrieb geben. Die Aufgabe des Injektorhutes ist es, die bestmögliche Luftladung zum Kompressor zu bringen. Bei einem Dragster muss sich der Hut über dem Fahrer befinden, damit er in sauberer Luft positioniert wird. Ein Türauto und ein lustiges Auto können die Luft nutzen, die durch die Form des Körpers beschleunigt wird, während es durch die Luft fährt.“
Janis stimmt mit Mayer überein, wenn es um Red Hat-Technologie geht. „Die heutigen Injector-Hüte bieten im Allgemeinen viel mehr Leistung als alle älteren Hüte. Es gibt so viele verschiedene Formen und Größen, die aus Kohlefaser oder Aluminium hergestellt werden können und dazu beitragen, den Luftstrom anders zu lenken und einen möglichst reibungslosen Übergang in den Kompressor zu schaffen.“
Die großen kubikzoll motoren, wie 900 kubikzoll nitrous motor, können nicht spin hart genug, um wirklich verwenden die gebläse seit sie sind RPM begrenzte. -Andy Severyn
Die Motoren, die mit Roots- und Schraubengebläsen verwendet werden, unterscheiden sich geringfügig von denen, die Sie möglicherweise in einem Turbo- oder Nitrous-Auto sehen. Größere Kubikzoll-Motoren, wie Sie sie in einem nitrosen Auto sehen würden, erzeugen ihre Leistung aus großen Drehmomentmengen, während kleinere Motoren ihre Leistung aus der Drehzahl beziehen, die sie drehen können. Diese größeren Kubikzoll-Motoren können einfach nicht hart genug drehen, um das Gebläse wirklich zu benutzen, da ihre Drehzahl begrenzt ist.
„Es gibt wirklich keinen Grund, ein Gebläse auf einen Motor mit großem Hubraum zu setzen. Die Gebläse erzeugen so viel Drehmoment und Leistung, dass Sie, wenn Sie anfangen, so groß zu werden, tatsächlich in die andere Richtung gehen würden, wenn es um die Stromerzeugung geht „, sagt Janis.
Es spielt keine Rolle, ob der Racer ein Wurzelgebläse oder ein Schraubengebläse verwendet, er benötigt auch keine Tonne Kubikzoll, um damit Strom zu erzeugen!
Laut Severyn wird dies noch deutlicher, wenn man sich ansieht, wie sich ein Schraubengebläse mit einer Motorgröße verhält und warum man in der Gebläsewelt keine Bergmotoren sieht. „Die großen Kubikzollmotoren, wie ein 900-Kubikzoll-Nitrous-Motor, können nicht hart genug drehen, um das Gebläse wirklich zu benutzen, da sie drehzahlbegrenzt sind. Wenn Sie versuchen, einen dieser großen Motoren hart genug zu drehen, um ein Gebläse zu verwenden, würde der Ventiltrieb auseinander fliegen. Das Schraubengebläse ist so effizient, dass es nicht alle zusätzlichen Kubikzoll benötigt, um die Leistung wie ein großer Kubikzoll-Nitrous- oder Turbomotor zu erzeugen.“Sowohl Roots- als auch Schraubengebläse sind großartige Möglichkeiten, um in jeder Rennklasse große Leistung zu erzielen, und sie sind vielleicht die bewährteste Form der Leistungssteigerung im Spiel. Die Wahl, welches Gebläse verwendet werden soll, hängt wirklich davon ab, wie komfortabel Sie mit einer Kombination sind, der Stil des Rennens, und was die Regeln für die Klasse sind. Jedes Gebläse hat seine eigenen Vorteile und kann dazu beitragen, Ihren Rennwagen an jedem Rennwochenende auf ein neues Geschwindigkeits- und Leistungsniveau zu bringen.