Un compresseur est l’une des méthodes les plus anciennes pour ajouter de la puissance à un moteur, il n’est donc pas surprenant que les coureurs du monde entier aient toujours trouvé des moyens d’exploiter cette puissance pour rendre leurs voitures plus rapides. Le compresseur est un élément de base des courses de dragsters depuis le début du sport, des premiers hot rods sur les salines aux débuts des courses de carburant de haut niveau. Les deux types de superchargeurs les plus courants dans les courses de dragsters sont les racines et les souffleurs à vis qui peuvent être vus sortant des capots de différentes voitures de course dans des lieux du monde entier. Aujourd’hui, nous allons jeter un coup d’œil à ces superchargeurs pour discuter de leur fonctionnement interne et de la façon dont ils sont si similaires mais si différents.
Parce qu’un moteur agit comme une pompe à air géante, la meilleure façon de produire plus de puissance est d’augmenter la quantité d’air qui le traverse. Le compresseur force plus d’oxygène dans le moteur, ce qui permet à plus de carburant de brûler, ce qui crée à son tour une puissance de sortie plus élevée. Les racines et les soufflantes à vis que vous voyez sur la piste peuvent sembler apporter de l’air dans le moteur de la même manière, mais il existe en fait quelques différences dans leur fonctionnement.
Les soufflantes font partie des courses de dragsters depuis ses débuts et de vieilles soufflantes peuvent encore être vues sur des voitures nostalgiques comme celles-ci.
Le Roots Blower
Le roots supercharger agit comme une grande pompe à air volumétrique sur le dessus d’un moteur et c’est ce que le carburant de pointe NHRA et les voitures amusantes utilisent pour faire leur puissance. À l’intérieur du ventilateur, il y a deux rotors qui ont généralement trois lobes chacun, et ce sont eux qui déplacent l’air à l’intérieur du boîtier. L’air est maintenu à l’intérieur de poches situées autour des lobes et est ensuite déplacé de l’entrée vers le côté de sortie du lobe. Ce faisant, les rotors déplacent plus d’air que le moteur ne peut en ingérer, créant une poussée à l’intérieur du collecteur du compresseur.
Darren Mayer, propriétaire de DMPE Inc, est un expert en matière de suralimentation et de ses pièces. Il fournit plus d’informations sur ce qui constitue le souffleur de racines moderne.
« Les rotors à l’intérieur du ventilateur sont hélicoïdaux à trois lobes. Le rotor a trois lobes mâles et la zone entre eux qui accueille le rotor opposé est appelée racine. Tous les rotors de performance modernes ont des bandes de téflon d’étanchéité usinées qui sont remplaçables. Le boîtier est un boîtier en billettes ou en fonte qui abrite les rotors. Le boîtier fournit un alésage d’étanchéité pour l’entrée des rotors et un emplacement pour les centres du rotor pour diriger l’air vers l’intérieur et l’extérieur de l’unité, ainsi qu’un moyen de monter le compresseur sur le moteur.”
Voici quelques exemples de différentes conceptions de souffleurs roots de DMPE.
Les soufflantes roots sont souvent appelées en fonction d’un nombre comme 8-71 ou 14-71. Ce ne sont que des nombres aléatoires attribués, mais ils ont une signification unique. « Les chiffres sont dérivés des camions diesel GM d’origine qui avaient un ventilateur roots appelé 6-71 », explique Mayer. « Ce ventilateur avait un rotor de 15 pouces de long. À partir de ce jour, un ventilateur à rotor de 15 pouces est appelé 6-71, un rotor de 16 pouces de long est appelé 8-71 et un rotor de 19 pouces de long est un ventilateur de 14-71. Comme vous pouvez le voir, plus le nombre est grand, plus le rotor est long et plus il produira de puissance. »
Le souffleur à vis
Le souffleur à vis peut ressembler à un souffleur roots, mais il fonctionne différemment. Le ventilateur roots agit comme une pompe pour l’air lorsqu’il pénètre dans le moteur, tandis que le ventilateur à vis ressemble plus à un compresseur d’air dans la façon dont il force l’atmosphère dans le moteur.
Un souffleur à vis est capable de délivrer l’air dans le moteur de manière plus efficace, car les rotors qui captent l’air diminuent de taille au fur et à mesure qu’ils tournent, ce qui entraîne la compression de l’air lorsqu’il est introduit dans le collecteur.
Sur ce ventilateur à vis PSI, vous pouvez voir à quel point la conception du boîtier et du rotor est différente de celle d’un ventilateur roots.
Le souffleur à vis nécessite moins d’énergie pour effectuer la même quantité de travail que le souffleur roots. – Darren Mayer
Tout comme le ventilateur roots, le ventilateur à vis est composé d’un boîtier qui abrite les deux rotors et d’autres pièces qui forcent l’air dans le moteur. Les rotors du souffleur à vis sont très différents car ils sont conçus pour ressembler davantage aux filetages d’une vis, d’où le nom de souffleur à vis. L’air est introduit dans le ventilateur par l’orifice d’entrée d’air, puis passe par le fond dans le collecteur après avoir traversé les rotors et être mis sous pression, formant un boost.
Autre différence: le souffleur à vis n’utilise pas le même système de numérotation pour la taille des rotors qui résident à l’intérieur du boîtier — il utilise une classification par lettres comme un rotor en C ou un rotor en D. La lettre indique à quel point le rotor est grand, et le plus grand sur le marché est le rotor en C et est généralement utilisé dans les formes de course où il n’y a pas de limite à la taille du rotor. Le rotor en D est la plus grande taille de rotor autorisée en compétition NHRA pour les coureurs qui utilisent un ventilateur à vis.
Le plus grand avantage de la conception du ventilateur à vis est son efficacité par rapport au ventilateur roots lorsqu’il s’agit de produire de l’énergie. « Le souffleur à vis nécessite moins d’énergie pour effectuer la même quantité de travail que le souffleur roots. Compte tenu de la même pression de collecteur de 40 psi, les soufflantes à vis nécessitent en moyenne 400 chevaux de moins pour générer cette quantité de poussée. Cette réduction de la puissance requise est fournie au vilebrequin pour une utilisation dans l’accélération du véhicule, par opposition au fonctionnement du compresseur ”, explique Mayer.
Souffleur Roots Vs Souffleur à vis
Lorsqu’il s’agit de cela, le but d’un souffleur roots and screw est le même: déplacer autant d’air que possible dans le moteur pour augmenter la puissance. Dans quelle mesure cela se fait entre les deux, c’est là que les grandes différences apparaissent et montrent quel ventilateur peut produire plus de puissance.
Andy Severyn, John Sears et Chelsea Clark sont le noyau de personnes qui dirigent les superchargeurs PSI, l’un des plus grands noms du marché des ventilateurs roots et à vis. Ils ont passé des années à perfectionner les deux types de ventilateurs et savent ce qu’il faut pour produire une grande puissance avec chacun.
Overdrive Roots Blower
Un ventilateur roots peut avoir une certaine quantité d’overdrive en fonction de la classe dans laquelle vous vous trouvez. Janis explique comment fonctionne l’overdrive dans un ventilateur roots. « Alors que l’on pourrait penser que tourner un compresseur à une surmultiplication plus élevée donnerait plus de puissance, ce n’est pas toujours le cas. Cela créera en fait beaucoup de chaleur dans le compresseur, ce qui entraînera une augmentation de la température d’admission, ce qui rendra votre tour beaucoup plus difficile. Dans notre cas particulier, la NHRA exige que notre compresseur ait une limite d’overdrive de 16,5%. Cela signifie qu’avec la combinaison de la poulie supérieure et de la poulie inférieure, la soufflante tourne 16,5% plus vite que le régime réel du moteur. Cela va de pair, quelle que soit la combinaison d’overdrive que vous utilisez. »
Selon Severyn, le souffleur à vis est clairement le gagnant lorsqu’il s’agit de gagner en puissance en raison de l’efficacité qu’il procure.
« Le ventilateur roots fonctionne davantage comme une pompe à air avec des pièces qui se touchent à l’intérieur provoquant de la chaleur et des frottements, et ne peut tourner qu’à 13 500-14 000 tr / min avant qu’il ne commence à créer plus de chaleur que de poussée. Cette chaleur et cette friction rendent le ventilateur roots beaucoup moins efficace et ne peut pas déplacer autant d’air que le ventilateur à vis.
« Le souffleur à vis est plus efficace et vous pouvez les faire tourner à 24 000 à 26 000 tr / min et avoir encore plus de place pour créer de la puissance, mais il n’y a pas de culasses qui puissent utiliser le niveau d’air qu’un souffleur à vis peut produire. Les soufflantes à vis sont la voie à suivre si vous voulez obtenir une puissance maximale car elles sont efficaces et il faut moins de puissance pour les tourner.”
Pour mieux comprendre les différences d’efficacité entre les deux ventilateurs, il vous suffit de regarder la quantité d’air qu’un ventilateur roots et un ventilateur à vis peuvent déplacer en fonction de leurs tailles. Les plus grands ventilateurs de type roots de 14 à 71 pouces cubes d’air sont capables de déplacer plus de 540 pouces cubes d’air, tandis qu’un ventilateur à vis à rotor en C ne déplace généralement que 472 pouces cubes d’air, mais est capable de le faire plus efficacement et de produire une charge d’air beaucoup plus froide au-dessus du ventilateur roots.
Mike Janis, Jr. de Mike Janis Superchargers aide les gens à produire une puissance énorme avec des ventilateurs à racines et à vis pour toutes sortes de courses depuis de nombreuses années. Il explique en termes très simples pourquoi le ventilateur à vis est capable de produire plus de puissance que le ventilateur roots sur un moteur donné.
« Un souffleur à vis met environ 150 chevaux pour que le moteur tourne les rotors, tandis qu’un souffleur roots met plus de 500 à 600 chevaux pour faire de même. Les rotors à vis s’engrènent de manière très différente et peuvent tourner très facilement en raison de leur forme de vis.”
Un ensemble de rotors à vis à gauche, des racines à droite.
Un souffleur à vis met environ 150 chevaux pour que le moteur tourne les rotors, tandis qu’un souffleur roots met plus de 500 à 600 chevaux pour pouvoir faire tourner les rotors. – Mike Janis Jr.
Il y a plusieurs facteurs qui peuvent jouer dans le choix qu’un coureur fera entre ces deux méthodes d’induction forcée. Avant qu’un coureur ne sorte et ne prenne le plus gros rotor en C ou ventilateur 14-71 qu’il puisse trouver, il doit vraiment comprendre comment le ventilateur jouera dans sa combinaison, son style et sa classe de course. Avec les racines et les soufflantes à vis, plus grand n’est pas toujours meilleur, et cela peut vous causer des ennuis rapidement.
Selon Severyn, vous devez savoir quels sont vos objectifs avec la classe que vous allez courir avant de choisir une souffleuse. « L’une des grandes choses que vous devez regarder est le genre de course que vous faites et où. Nous avons récemment eu un client qui aimait son souffleur à vis, mais le problème était que les pistes qu’il allait utiliser ne pouvaient tout simplement pas contenir la puissance qu’il créait. Comme le ventilateur était trop efficace pour produire de la puissance, il était préférable pour eux d’aller à un ventilateur roots pour tirer le meilleur parti de la combinaison.”
Un autre facteur sont les règles de classe. En raison de l’efficacité d’un ventilateur à vis, il y a généralement une lourde pénalité de poids liée à leur utilisation dans une classe spécifique, si elles sont même autorisées. « Souvent, une voiture soufflante roots peut peser beaucoup moins qu’une voiture soufflée à vis – parfois jusqu’à 300 livres de moins. Pour cette raison, la pénalité de poids sur le ventilateur à vis pourrait jouer un rôle dans le choix en raison de ce qu’il faudrait pour que le ventilateur à vis par rapport au ventilateur roots fonctionne à ce poids ”, explique Severyn.
Différentes organisations et éliminateurs ont des règles et des limitations variables sur les superchargeurs; dans certains cas, les vis et les racines sont autorisées avec des pénalités de poids selon le choix.
La limitation des soufflantes fait également une différence dans leur fréquence d’utilisation, selon Janis. » Tout dépend de la classe et de l’application que vous exécutez. Pour chaque 1 000 ventilateurs roots, vous avez de la chance s’il y a un ventilateur à vis utilisé à ce ratio. Les souffleuses roots sont beaucoup plus courantes et acceptées dans le monde de la course en général.”
La façon dont la soufflante repose sur le moteur présente une autre différence dans leur performance, et c’est là qu’une soufflante de recul entre en jeu. « Nous avons mis en retrait le compresseur pour permettre aux caractéristiques de flux d’air du compresseur de mieux alimenter les huit cylindres. Vous voulez vraiment que chaque cylindre porte la même charge. Si le ventilateur est trop en avant et que les cylindres avant reçoivent proportionnellement plus d’air, ils auront besoin de plus de carburant pour les garder heureux. Par conséquent, ils font plus de travail que les six autres. En déplaçant le ventilateur, nous pouvons équarrir le moteur et lui permettre de faire le travail plus uniformément ”, explique Mayer.
Les dragsters à carburant haut de gamme et les voitures amusantes utilisent tous deux des soufflantes de style revers pour mieux répartir l’air dans les moteurs volatils.
La transmission derrière le moteur, quel que soit le type de soufflante, doit pouvoir supporter le niveau de puissance que le moteur éteint. Dans l’expérience de Mayer, le type de transmission n’a pas d’importance pour le ventilateur, mais cela dépend de la façon dont la puissance est réduite. « Le moteur suralimenté ne se souciera pas de la transmission à laquelle il a été attaché, mais le véhicule s’en souciera certainement. La façon dont vous multipliez la puissance et l’utilisez est une grande partie des courses de dragsters, il est donc essentiel de s’assurer que la transmission peut utiliser la puissance du ventilateur ”, explique Mayer.
À quel niveau de régime vous faites tourner le moteur et le ventilateur, c’est ce qui fait la différence sur la sélection de la transmission et la façon dont la puissance est appliquée. « Une configuration d’embrayage ou de convertisseur réagira différemment dans la façon dont vous appliquez la puissance et où. Une autre différence avec la transmission est la façon dont vous mettez en scène la voiture; un souffleur à vis aime se mettre en scène à un régime plus élevé en raison de la façon dont le souffleur produit de la puissance ”, explique Severyn.
Les bases de la puissance des soufflantes
Les racines et les soufflantes à vis ne sont qu’une petite partie de l’équation de haute performance qui se trouve sous le capot d’une voiture de course à induction forcée. Le moteur est construit autour du ventilateur et, étant donné que les racines et les vis sont autorisées dans n’importe quelle classe à laquelle le coureur va participer, leurs options peuvent être assez ouvertes sur la route qu’ils empruntent. Le meilleur choix dans les têtes, les collecteurs et la taille du moteur dépend plus directement de la classe et du ventilateur qu’ils autoriseront, car la combinaison doit correspondre à ce qui fonctionnera le mieux avec ce type de ventilateur particulier.
« Autrefois, vous deviez utiliser une Chevy à petit bloc car elle pouvait supporter le régime plus élevé que vous lui lanciez avec un ventilateur. Maintenant, avec ces moteurs modernes, comme ceux de Brad Anderson, Alan Johnson ou Noonan, vous pouvez faire tourner un moteur plus gros à un régime plus élevé. Il s’agit de garder cette valve ensemble. Les taux de compression jouent également en fonction de la combinaison; vous pourriez avoir un gars qui fait fonctionner un moteur de soufflante roots sur 8: 1 tandis qu’un autre tourne à 10: 1 avec un souffleur à vis sur l’alcool. Parlez à différents types, et vous obtiendrez beaucoup de réponses différentes sur ce qui fonctionne le mieux, mais il n’y a pas de réponse définitive ”, explique Severyn.
Le style et la conception des chapeaux d’injecteur varient à travers le conseil d’administration pour les deux types de ventilateurs.
Le chapeau d’injecteur joue également un rôle dans la façon dont l’air s’écoule dans le ventilateur, et cela peut influencer la quantité de puissance que le ventilateur est capable de créer, quel que soit le type de compresseur. Selon Mayer, l’endroit où le chapeau d’injecteur est placé a tout autant à voir avec la puissance qu’il produit que la taille. « Si vous mettez un chapeau de carburant haut de gamme sur une voiture à portière, cela ne fera vraiment pas plus de boost. Le travail du chapeau d’injecteur est d’obtenir la meilleure charge d’air possible sur le compresseur. Un dragster nécessite que le chapeau soit au-dessus du conducteur, de sorte qu’il soit positionné dans de l’air pur. Une voiture de porte et une voiture amusante peuvent profiter de l’air accéléré par la forme de la carrosserie lorsqu’elle circule dans l’air. »
Janis est d’accord avec Mayer en matière de technologie de chapeau d’injecteur. « Les chapeaux d’injecteur d’aujourd’hui, en général, fournissent beaucoup plus de puissance que n’importe lequel des chapeaux plus anciens. Il y a tellement de formes et de tailles différentes, qui peuvent être faites de fibre de carbone ou d’aluminium et aider à diriger le flux d’air différemment et à créer la transition la plus douce possible dans le compresseur. »
Les gros moteurs de pouces cubes, comme le moteur nitreux de 900 pouces cubes, ne peuvent pas tourner assez fort pour vraiment utiliser le ventilateur car ils sont limités en régime. – Andy Severyn
Les moteurs utilisés avec des racines et des soufflantes à vis sont légèrement différents de ce que vous pourriez voir dans une voiture turbo ou nitreuse. Les plus gros moteurs en pouces cubes comme vous le verriez dans une voiture nitreuse produisent d’énormes quantités de couple, où les plus petits moteurs produisent leur puissance à partir de la vitesse de rotation qu’ils peuvent tourner. Ces moteurs de plus gros pouces cubes ne peuvent tout simplement pas tourner assez fort pour vraiment utiliser le ventilateur car leur régime est limité.
« Il n’y a vraiment aucune raison de mettre une soufflante sur un moteur qui a une énorme cylindrée. Les soufflantes produisent tellement de couple et de puissance que lorsque vous commencez à devenir aussi gros, vous commenceriez réellement à aller dans l’autre sens quand il s’agit de produire de la puissance ”, explique Janis.
Peu importe si le coureur utilise un ventilateur roots ou un ventilateur à vis, il n’a pas besoin d’une tonne de pouces cubes pour produire de la puissance avec l’un ou l’autre!
Selon Severyn, cela est encore plus illustré lorsque vous regardez comment un souffleur à vis se comporte avec une taille de moteur, et pourquoi vous ne voyez pas de moteurs de montagne dans le monde des souffleurs. « Les gros moteurs de pouces cubes, comme un moteur nitreux de 900 pouces cubes, ne peuvent pas tourner assez fort pour vraiment utiliser le ventilateur car ils sont limités en régime. Si vous essayez de faire tourner l’un de ces gros moteurs assez fort pour utiliser un ventilateur, le groupe de soupapes s’envolerait. Le souffleur à vis est si efficace qu’il n’a pas besoin de tous les pouces cubes supplémentaires pour créer la puissance comme le fait un gros moteur nitreux ou turbo de pouce cube. »
Les roots et les souffleurs à vis sont d’excellents moyens de produire de la puissance dans n’importe quelle classe de course, et ils sont peut-être la forme de puissance la plus éprouvée dans le jeu. Le choix du ventilateur à utiliser se résume vraiment à votre confort avec une combinaison, au style de course et aux règles de la classe. Chaque souffleur a ses propres avantages et peut aider votre voiture de course à atteindre de nouveaux niveaux de vitesse et de performance lors de n’importe quel week-end de course.