en supercharger är en av de äldsta metoderna för att lägga kraft till en motor, så det är ingen överraskning att racers runt om i världen alltid har hittat sätt att utnyttja den kraften för att göra sina bilar snabbare. Supercharger har varit en häftklammer i dragracing sedan sporten började, från de första hot rods på salt flats till början av Top Fuel racing. De två vanligaste typerna av kompressor i dragracing är rötterna och skruvblåsarna som kan ses som sticker ut ur huven på olika racerbilar på platser runt om i världen. Idag ska vi ta en titt på dessa superladdare för att diskutera deras interna arbete och hur de är så lika men ändå så väldigt olika.
eftersom en motor fungerar som en jätte luftpump, är det bästa sättet att göra mer kraft att öka mängden luft som strömmar genom den. Överladdaren tvingar mer syre in i motorn, vilket gör att mer bränsle kan brinna, vilket i sin tur skapar en högre effekt. Rötterna och skruvblåsarna du ser på banan kan se ut som om de tar in luft i motorn samma, men det finns faktiskt några skillnader i hur de fungerar.
blåsare har varit en del av dragracing sedan dess tidigaste dagar och gamla blåsare kan fortfarande ses på nostalgibilar som dessa.
Roots Blower
roots supercharger fungerar som en stor positiv förskjutningsluftpump på toppen av en motor och är vad nitro-guzzling NHRA Toppbränsle och roliga bilar använder för att göra sin kraft. Inuti fläkten finns det två rotorer som vanligtvis har tre lober vardera, och de är vad som rör luften inuti väskan. Luften hålls inuti fickorna som ligger runt loberna och flyttas sedan från intaget till utloppssidan av loben. När detta görs flyttar rotorerna mer luft än motorn kan inta, vilket skapar boost inuti superladdarens grenrör.
Darren Mayer, ägare av Dmpe Inc, är expert när det gäller överladdning och dess delar. Han ger mer bakgrund till vad som utgör den moderna roots blower.
” rotorerna inuti fläkten är en spiralformad design med tre lober. Rotorn har tre manliga lober och området mellan dem som rymmer motsatt rotor kallas roten. Alla moderna prestanda rotorer har tätning Teflon remsor bearbetas i dem som är utbytbara. Fallet är ett billet eller gjutet hus som rymmer rotorerna. Fallet ger en tätningsborrning för rotorerna att köra in och en plats för rotorcentra för att rikta luft in och ut ur enheten, tillsammans med ett sätt att montera överladdaren till motorn.”
här är några exempel på olika roots blåsarfodral från DMPE.
rötter blåsare hänvisas ofta till baserat på ett tal som 8-71 eller 14-71. Dessa är bara slumpmässiga nummer tilldelade, men de har en unik betydelse. ”Siffrorna är härledda från de ursprungliga GM-dieselbilarna som hade en roots-fläkt på den som kallades en 6-71,” förklarar Mayer. ”Den fläkten hade en 15-tums lång rotor. Från den dagen framåt kallas en 15-tums rotorfläkt en 6-71, en 16-tums lång rotor kallas en 8-71 och en 19-tums lång rotor är en 14-71 fläkt. Som du kan se, ju större antal, desto längre rotor, och desto mer kraft kommer det att göra.”
Skruvfläkten
skruvfläkten kan likna en rootsfläkt, men den fungerar annorlunda. Roots-fläkten fungerar som en pump för luften när den går in i motorn, medan skruvblåsaren är mer som en luftkompressor i hur den tvingar atmosfären in i motorn.
en skruvfläkt kan leverera luften i motorn på ett effektivare sätt, eftersom rotorerna som fångar luften minskar i storlek när de vrids, vilket i sin tur gör att luften komprimeras när den införs i grenröret.
på denna PSI-skruvfläkt kan du se hur mycket annorlunda höljet och rotordesignen är jämfört med en roots-fläkt.
skruvfläkten kräver mindre energi för att utföra samma mängd arbete jämfört med roots-fläkten. – Darren Mayer
precis som roots-fläkten består skruvfläkten av ett fodral som rymmer de två rotorerna och andra delar som tvingar luften in i motorn. Rotorerna på skruvfläkten är mycket olika eftersom de är utformade för att vara mer som trådarna på en skruv, därav namnet skruvblåsare. Luften förs in i fläkten genom luftinloppsporten och passerar sedan ut botten i grenröret efter att den går igenom rotorerna och blir trycksatt och bildar boost.
en annan skillnad; skruvfläkten använder inte samma numreringssystem för storleken på rotorerna som finns i väskan — den använder en bokstavsklassificering som en C-Rotor eller D-Rotor. Brevet anger hur stor rotorn är, och den största på marknaden är C-rotorn och används vanligtvis i former av racing där det inte finns någon gräns för rotorstorleken. D-rotorn är den största rotorstorleken som tillåts i NHRA-tävlingen för de förare som använder en skruvfläkt.
den största fördelen med skruvfläktdesignen är hur effektiv den är över rötterna när det gäller att göra kraft. ”Skruvfläkten kräver mindre energi för att utföra samma mängd arbete jämfört med roots-fläkten. Med tanke på samma 40 psi av grenrörstryck kräver skruvblåsarna i genomsnitt 400 mindre hästkrafter för att generera denna mängd boost. Denna minskning av erforderlig effekt levereras till vevaxeln för användning vid acceleration av fordonet, i motsats till att man använder överladdaren,” förklarar Mayer.
Roots Blower Vs Skruvfläkten
När det kommer till kritan är målet med en roots och skruvfläkt detsamma; flytta så mycket luft in i motorn som möjligt för att öka effekten. Hur bra det görs mellan de två är där de stora skillnaderna uppstår och visar vilken fläkt som kan göra mer kraft.Andy Severyn, John Sears och Chelsea Clark är kärngruppen av människor som driver PSI Superchargers, ett av de största namnen på roots and screw blower-marknaden. De har tillbringat år finslipa båda typerna av fläktar och vet vad som krävs för att göra stor makt med varje.
Roots Blower Overdrive
en roots blower kan ha en viss mängd overdrive baserat på den klass du är i. Janis förklarar hur overdrive i en roots blower fungerar. ”Medan du skulle tro att att vrida en superladdare vid en högre överväxel skulle göra mer kraft, är det inte alltid fallet. Det kommer faktiskt att skapa mycket värme i överladdaren, vilket gör att intagstemperaturen stiger, vilket gör din tur mycket svårare. I vårt speciella fall kräver NHRA att vår superladdare har en overdrive-gräns på 16,5 procent overdrive. Detta innebär att med remskivkombinationen av den övre remskivan och den nedre remskivan vrider fläkten 16,5 procent snabbare än det faktiska motorvarvtalet. Det går hand i hand oavsett vilken overdrive kombination du använder.”
enligt Severyn är skruvfläkten den tydliga vinnaren när det gäller att göra mer kraft på grund av effektiviteten den ger.
”roots-fläkten fungerar mer som en luftpump med delar som rör inuti och orsakar värme och friktion, och kan bara snurra till 13 500-14 000 rpm innan den börjar skapa mer värme än boost. Den värmen och friktionen gör att roots-fläkten blir mycket mindre effektiv och kan inte flytta så mycket luft som skruvfläkten.
”skruvfläkten är effektivare och du kan snurra dem till 24 000 till 26 000 rpm och har fortfarande mer utrymme för att skapa kraft, men det finns inga cylinderhuvuden där ute som kan använda den luftnivå som en skruvfläkt kan producera. Skruvblåsare är vägen att gå om du vill göra maximal effekt eftersom de är effektiva och det tar mindre hästkrafter att vrida dem.”
för att ytterligare driva hem faktumet om effektivitetsskillnaderna mellan de två blåsarna, tittar du helt enkelt på hur mycket luft en rootsblåsare och skruvblåsare kan förskjuta baserat på deras storlekar. De största 14-71 roots-stil blåsarna kan förskjuta över 540 kubiktum luft, medan en C-Rotorskruvblåsare vanligtvis förskjuter endast 472 kubiktum luft, men kan göra det mer effektivt och producera en mycket svalare laddning av luft över roots-fläkten.Mike Janis, Jr. från Mike Janis Superchargers har hjälpt människor att göra enorm kraft med både rötter och skruvtypsblåsare för alla typer av racing i många år. Han sätter det i mycket enkla termer exakt varför skruvfläkten kan göra mer kraft än rootsfläkten på en given motor.
” en skruvfläkt tar cirka 150 hästkrafter för motorn att vrida rotorerna, medan en rootsfläkt tar uppemot 500-600 hästkrafter för att göra detsamma. Skruvtypsrotorerna mesh mycket annorlunda och kan vända mycket lätt på grund av sin skruvform.”
en uppsättning skruvrotorer till vänster, rötter till höger.
en skruvfläkt tar cirka 150 hästkrafter för motorn att vrida rotorerna, medan en rootsfläkt tar uppemot 500-600 hästkrafter för att kunna vrida rotorerna. – Mike Janis Jr.
det finns flera faktorer som kan spela in i valet en racer kommer att göra mellan dessa två metoder för tvångsinduktion. Innan en racer går ut och plockar upp den största C-rotorn eller 14-71 fläkten de kan hitta, behöver de verkligen förstå hur fläkten kommer att spela in i sin kombination, stil och klass av racing de kommer att göra. Med rötter och skruvblåsare är större inte alltid bättre, och det kan snabbt få dig i trubbel.enligt Severyn måste du veta vad dina mål är med den klass du ska tävla innan du väljer en fläkt. ”En av de stora sakerna du behöver titta på är den typ av racing du gör och var. Vi hade nyligen en kund som älskade sin skruvblåsare, men problemet var de spår han skulle bara inte kunde hålla kraften det skapade. Eftersom fläkten var för effektiv på att göra makt, det var bättre för dem att gå till en rötter fläkt för att få ut det mesta av kombinationen.”
en annan faktor är klassreglerna. På grund av hur effektiv en skruvfläkt är, är det vanligtvis en rejäl viktstraff som är kopplad till att använda dem i en viss klass, om de ens är tillåtna alls. ”Många gånger kan en roots blower-bil väga mycket mindre än en skruvblåst bil-ibland så mycket som 300 pund mindre. På grund av detta, vikten straff på skruven fläkten kan spela en roll i valet på grund av vad det skulle ta för att göra skruven fläkten kontra rötterna fläkten arbete på den vikten,” Severyn säger.
olika organisationer och eliminatorer har olika regler och begränsningar för överladdare; i vissa fall är både skruvar och rötter tillåtna med viktstraff beroende på val.
hur blåsarna är begränsade gör också skillnad i hur ofta de används, enligt Janis. ”Allt beror på klassen och applikationen du kör. För varje 1000 roots-blåsare där ute har du tur om det finns en skruvblåsare som används för det förhållandet. Roots blåsare är mycket vanligare och accepterade i racingvärlden totalt sett.”
hur fläkten sitter på motorn presenterar en annan skillnad i hur de utför, och det är där en bakslag fläkt kommer in. ”Vi sätter tillbaka överladdaren för att tillåta luftflödesegenskaperna hos överladdaren att bättre mata alla åtta cylindrarna. Du vill verkligen att varje cylinder ska bära samma Last. Om fläkten är för långt framåt och de främre cylindrarna får proportionellt mer luft, kommer de att behöva mer bränsle för att hålla dem lyckliga. Därför gör de mer arbete än de andra sex. Genom att flytta fläkten, tillbaka kan vi kvadrera motorn och få den att göra jobbet jämnare,” förklarar Mayer.
Top Fuel Dragsters och roliga bilar båda använder bakslag stil blåsare för att hjälpa fördela luften bättre i de flyktiga motorerna.
överföringen bakom motorn, oavsett fläkttyp, måste kunna hantera den effektnivå som motorn sätter ut. I Mayers erfarenhet spelar typen av överföring ingen roll för fläkten en bit, men det kommer ner till hur strömmen sätts ner. ”Den överladdade motorn bryr sig inte om vilken överföring den har kopplats till, men fordonet kommer definitivt att bry sig. Hur du multiplicerar kraften och använder den är en stor del av dragracing, så att se till att överföringen kan utnyttja fläktkraften är nyckeln”, förklarar Mayer.
vilken VARVTALSNIVÅ du snurrar motorn och fläkten till är det som gör skillnaden på överföringsval och hur strömmen appliceras. ”En koppling eller omvandlarinstallation kommer att reagera annorlunda i hur du applicerar strömmen och var. En annan skillnad med överföringen är hur du arrangerar bilen; en skruv fläkt gillar att scenen vid högre varvtal på grund av hur fläkten gör makt,” Severyn säger.
Blower Power Basics
rötterna och skruvblåsarna är bara en liten del av den högpresterande ekvationen som ligger under huven på en tvångsinduktion racerbil. Motorn är byggd runt fläkten och med tanke på att både rötter och skruvar är tillåtna i vilken klass raceren ska delta i, kan deras alternativ vara ganska öppna på vilken väg de går. Det bästa valet i huvuden, grenrör, och motorstorlek påverkas mer direkt av klassen och vilken fläkt de tillåter, eftersom kombinationen måste matcha vad som fungerar bäst med just den fläkttypen.
”i gamla dagar skulle du behöva få ett litet block Chevy att använda eftersom de kunde hantera det högre varvtalet du skulle kasta på det med en fläkt. Nu med dessa moderna motorer, som från Brad Anderson, Alan Johnson eller Noonan, kan du snurra en större motor till högre varvtal. Det handlar om att hålla valvetrain tillsammans. Kompressionsförhållanden spelar också in i det baserat på kombinationen; du kanske har en kille som kör en roots blower motor på 8:1 medan en annan kör 10:1 med en skruvfläkt på alkohol. Prata med olika killar, och du får många olika svar på vad som fungerar bäst, men det finns inget riktigt definitivt svar,” förklarar Severyn.
stilen och utformningen av injektorhattar varierar över hela linjen för båda typerna av blåsare.
injektorhatten spelar också en roll i hur luften strömmar in i fläkten, och det kan påverka hur mycket kraft fläkten kan skapa, oavsett överladdningstyp. Enligt Mayer, där injektorhatten placeras har lika mycket att göra med hur mycket kraft den producerar som storleken. ”Om du lägger en Toppbränslehatt på en dörrbil kommer det verkligen inte att öka mer. Injektorhattens jobb är att få den bästa luftladdningen till överladdaren som möjligt. En dragster kräver att hatten är ovanför föraren, så att den är placerad i ren luft. En dörrbil och rolig bil kan dra nytta av luft som accelereras av kroppens form när den kör genom luften.”
Janis håller med Mayer när det gäller injektorhattteknik. ”Dagens injektorhattar ger i allmänhet mycket mer kraft än någon av de äldre hattarna. Det finns så många olika former och storlekar, som kan tillverkas av kolfiber eller aluminium och hjälper till att rikta luftflödet annorlunda och skapa en smidig övergång till överladdaren.”
de stora kubiktumsmotorerna, som 900 kubik-tums lustgasmotor, kan inte snurra tillräckligt hårt för att verkligen använda fläkten eftersom de är RPM begränsade. – Andy Severyn
motorerna som används med rötter och skruvblåsare är något annorlunda än vad du kan se i en turbo-eller lustgasbil. Större kubiktumsmotorer som du skulle se i en lustgasbil gör sin kraft av stora mängder vridmoment, där mindre motorer gör sin kraft från hur mycket varvtal de kan vända. Dessa större kubik-tums motorer kan bara inte snurra tillräckligt hårt för att verkligen använda fläkten eftersom de är RPM är begränsad.
” det finns verkligen ingen anledning att sätta en fläkt på en motor som har en enorm förskjutning. Blåsarna gör så mycket vridmoment och hästkrafter att när du börjar bli så stor, skulle du faktiskt börja gå i andra riktningen när det gäller att göra makt”, säger Janis.
det spelar ingen roll om raceren använder en roots-fläkt eller skruvfläkt, de behöver inte massor av kubiktum för att göra ström med heller!
enligt Severyn illustreras detta ännu mer när man tittar på hur en skruvblåsare beter sig med en motorstorlek och varför man inte ser bergmotorer i blåsvärlden. ”De stora kubiska tummotorerna, som en 900 kubik-tums lustmotor, kan inte snurra tillräckligt hårt för att verkligen använda fläkten eftersom de är RPM-begränsade. Om du försöker snurra en av de stora motorerna tillräckligt hårt för att använda en fläkt, skulle valvetrain flyga ifrån varandra. Skruvfläkten är så effektiv att den inte behöver alla extra kubiska tum för att skapa hästkraften som en stor kubisk tum lustgas eller turbomotor gör.”
både rötter och skruvblåsare är bra sätt att göra stor kraft i någon klass av racing, och de är kanske den mest beprövade formen av kraft som lägger till i spelet. Valet på vilken fläkt som ska användas beror verkligen på hur bekväm du är med en kombination, racingstilen och vad reglerna är för klassen. Varje fläkt har sina egna fördelar och kan hjälpa till att driva din racerbil till nya nivåer av hastighet och prestanda under alla tävlingshelger.