Installazione del compressore del motore Mopar 440 – 875 CV sovralimentato 440

Boost e un pacchetto 440 di base aggiungono fino a grande potenza

Vedi tutte le 25 fotoSteve DulcichwriterApr 27, 2006

Per chi è interessato alla potenza, niente ha l’attrattiva di un compressore. Forzare l’atmosfera in un motore gli fa prendere una carica sproporzionata rispetto alla sua cilindrata e, con ciò, produrre potenza sproporzionata rispetto alle sue dimensioni. Ci sono molti tipi di sistemi di sovralimentazione utilizzati nelle applicazioni automobilistiche, dai turbocompressori alle soffianti a spostamento positivo di tipo Roots-style, alle unità centrifughe a cinghia. Ognuno ha i suoi pro e i suoi contro, con i turbocompressori che ottengono un cenno di efficienza, ma spesso presentano un incubo di installazione. Le soffianti Roots tradizionali sono in grado di aumentare efficacemente i bassi regimi di rotazione, anche se sono troppo appariscenti per alcuni e non sono leggeri. I soffiatori centrifughi a cinghia sono diventati popolari per diverse ragioni: I sistemi sono relativamente facili da installare, offrono una spinta crescente con i giri al minuto, e il grande vantaggio è che producono una potenza notevole.

Il leader dei soffiatori centrifughi per musclecar Mopar è una società chiamata The Supercharger Store. Abbiamo guardato con desiderio alcuni dei loro prodotti ben progettati in occasione di vari eventi Mopar per diversi anni e abbiamo deciso di fare finalmente il grande passo nel regno della potenza potenziata. I sistemi Supercharger Store si basano sulla linea di soffianti ATI Procharger, supercompressore ben collaudato nelle gare di accelerazione e nelle applicazioni stradali. La maggior parte delle soffianti ATI sono completamente autonome, il che significa che trasportano la propria alimentazione di lubrificazione interna, eliminando la necessità di pressione idraulica e linee di ritorno tra la soffiante e il motore. Il Supercharger Store ha molte varianti di sistemi di soffianti e componenti specifici per le applicazioni Mopar, quindi abbiamo avuto molte opzioni da considerare quando abbiamo formulato un piano per un Mopar a blocco grande soffiato.

I kit più diffusi si basano su soffiatori di varie capacità, a seconda del livello di spinta e degli obiettivi di potenza. Inizialmente si è optato per un kit da strada di base, costruito intorno al caricatore D1SC Procharger 1.400-cfm. In seguito, abbiamo riconsiderato il progetto e abbiamo optato per la ben più grande capacità F1-R, una versione più calda del 1.525-cfm F1, con una potenza di 2.000 cfm. Questa unità sarebbe sufficiente per produrre facilmente una spinta elevata in un motore a 440ci, eppure ha la capacità di gestire le maggiori esigenze di una combinazione di stroker ad alta potenza se in seguito scegliessimo di percorrere questa strada. La pressione di sovralimentazione dipende sia dal dimensionamento che dal numero di giri, e il numero di giri può essere regolato all’interno del campo di funzionamento dell’unità mediante la selezione delle pulegge del soffiatore. La nostra intenzione era quella di utilizzare l’F1-R su una tipica staffa da corsa/Straet Style 440 e di farla girare per una spinta elevata. Il nostro motore produce una potenza di picco naturalmente aspirata a circa 6.000 giri/min, con un redline di 6.700 giri/min, quindi questi punti sono stabiliti. Il rapporto della puleggia motrice può essere determinato dalla gamma dei giri di funzionamento, dalla cilindrata e dalla spinta mirata. Il Supercharger Store dispone dei dati per il dimensionamento per gli obiettivi richiesti.

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Modelli di motore Il nostro potenziale motore soffiato era piuttosto tipico di una strada calda o di una striscia 440, costruita su un blocco di fabbrica alesato da .030 pollici, con compressione 10.3:1, teste Edelbrock, e una camma di sollevamento solido Comp Cams. Il motore produceva un massimo di 550 CV sul banco, un numero molto rispettabile per una combinazione relativamente economica e semplice. Sarebbe stato un buon banco di prova del potenziale del Procharger, ma abbiamo dovuto apportare alcune modifiche per prepararlo per il funzionamento del soffiatore, oltre al semplice avvitamento del soffiatore.

Avevamo intenzione di far funzionare livelli di spinta abbastanza elevati, in cui il rapporto di compressione del motore di 10,3:1 sarebbe stato troppo alto, soprattutto sul gas della pompa. Per ottenere un rapporto più vicino al rapporto 8:1 raccomandato da The Supercharger Store, abbiamo dovuto eliminare due buoni punti di compressione. Un cambio di pistone è la soluzione ovvia, ma abbiamo già avuto un fine fine 440 bottom-end, e non eravamo troppo ansiosi di strapparlo giù e buttare fuori i pistoni a favore di sostituzioni personalizzate piatti. Pesando tutto il necessario, compreso lo smontaggio completo, la pressione dei pistoni di ricambio, le nuove ghiere e il riequilibrio del blocco corto, non eravamo troppo lontani dalla costruzione di un nuovo blocco corto.

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Abbiamo trovato la soluzione da una società chiamata Flatout guarnizioni, produttrice, tra gli altri prodotti di tenuta, di guarnizioni di testa in rame rivestite in gomma, uniche nel loro genere. Avevamo usato un set di queste guarnizioni di rame in un altro accumulo, e siamo rimasti impressionati dal fatto che hanno sigillato perfettamente sia la compressione che i fluidi, senza l’aiuto di O-ring o di sigillante aggiuntivo. Flatout produce queste guarnizioni in un’ampia varietà di spessori, compresa una versione di 0,125 pollici di spessore che può essere utilizzata come distanziatore di testa del cilindro in combinazione con le guarnizioni convenzionali. Questo distanziatore aggiungerebbe oltre 30 cc di volume alla nostra combinazione, abbastanza per ridurre il rapporto di compressione a 8:1. Per facilitare il serraggio della testa del cilindro, i bulloni della testa sono stati sostituiti con una serie di perni a testa Milodon. Un altro punto da considerare è quello di garantire che i perni di allineamento della testa del cilindro nelle teste siano sufficientemente lunghi per accogliere il pacco di guarnizioni di spessore. Abbiamo finito per sostituire i perni nel nostro motore.

L’unica altra modifica al 440 è stata la sostituzione dell’albero a camme con una mola più adatta ad un’applicazione soffiata. Il Supercharger Store raccomanda un angolo di separazione dei lobi più ampio del normale per ottimizzare il motore per la spinta. Questa è una raccomandazione abbastanza generale che segue la pratica consolidata con i motori soffiati, che serve ad aprire la valvola di scarico prima, e a ridurre la sovrapposizione. In teoria, aprire la valvola di scarico prima aiuta a gestire il maggior volume di gas prodotto con la sovralimentazione. La riduzione della sovrapposizione è vantaggiosa perché la sovrapposizione non è critica per il riempimento dei cilindri, in quanto il riempimento è assicurato da un soffiatore. La separazione dei lobi più ampia è ben accettata, così abbiamo morso il proiettile e sostituito la camma, passando da una separazione dei lobi di 110 gradi a 114, senza altre modifiche alle specifiche della camma. Non abbiamo fatto un test back-to-back degli angoli di separazione dei lobi per verificare il beneficio, ma ci metteremo in gioco e diremo che probabilmente non è necessario nella maggior parte dei casi con le tipiche camme da strada.

Con il motore riassemblato, ciò che restava era semplicemente imbullonare il kit del soffiatore. Il Supercharger Store deve essere complimentato per la completezza del loro kit, poiché ogni dado e bullone di cui avevamo bisogno è arrivato nella scatola, senza bisogno di andare al negozio di ferramenta. Essenzialmente, un adattatore si avvita alla serranda, e poi la staffa del soffiatore viene montata in posizione. Poi, i bulloni del soffiatore sono montati sui suoi supporti, e da lì si tratta solo di imbracatura della cinghia in posizione e tubature. Con i loro kit da strada, una valvola di soffiaggio viene montata sul tubo di ingresso. Per i sistemi “da corsa” ad alta capacità, viene fornita una grande valvola di soffiaggio ad alto flusso, che abbiamo ottenuto con il nostro kit. La valvola deve essere a “T-d” nel tubo di pressione di induzione, e questo richiede la saldatura di un tubo e di una flangia inclusi.

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Il test È stata una giornata emozionante quando i nostri 440 sono arrivati a Westech per i test. Il soffiatore ha dato al motore un aspetto serio che suggeriva che ci sarebbe stata una bella dimostrazione di potenza. Abbiamo tagliato il 440 con un set di testate a gradini tti ad alta portata, e un distributore MSD e fili che sparano spine Denso Irridium. Sia il flusso di scarico che l’accensione sono aree da non trascurare quando si corteggia la potenza bruciata. Abbiamo piombato nel sistema di iniezione dell’acqua del Supercharger Store (vedi la barra laterale), e abbiamo riempito il serbatoio con una miscela diluita di acqua/metanolo, in realtà liquido lavavetri. Sembrava tutto a posto, e, di sicuro, i 440 hanno sparato e si sono sistemati bene. Con un approccio conservativo, la fasatura dell’accensione è stata impostata ad appena 25 gradi di anticipo totale, circa 10 gradi in meno rispetto alla migliore impostazione di potenza normalmente aspirata.

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Per stabilire una linea di base prima di far funzionare il motore nella configurazione soffiata, il motore è stato spento e la cinghia del soffiatore e il cappello dell’aria sono stati rimossi. Abbiamo eseguito una linea di base e abbiamo trovato 421 CV a 5.600 giri/min, oltre 125 CV in meno rispetto ai numeri migliori che questo motore ha mostrato prima. Tra il calo di due punti nel rapporto di compressione, la separazione dei lobi più ampia di quattro gradi e la fasatura ritardata di 10 gradi, non è stato sorprendente. La cinghia è stata reinstallata, ed eravamo pronti a provare ad aumentare la potenza. I problemi iniziali consistevano nell’ottenere un flusso di carburante sufficiente dal carburatore per fornire una miscela adeguata. Alla fine, abbiamo installato il più grande carburatore 4150 che avevamo a disposizione, un Race Demon RS con manicotti venturi da 1.050 cm, dotato di valvole di potenza ad entrambe le estremità e di getti molto grandi. Stavamo solo facendo brevi tiri statici ad un determinato punto di rotazione e livello di boost per calibrare la miscela aria/carburante all’interno della gamma. Stavamo sperimentando una certa variazione nei livelli di boost, aggravata da una mancanza di ripetibilità, che causava difficoltà nell’accordatura soprattutto a regimi più alti. L’operatore Dyno Tom Habryzk sospettava uno slittamento della cinghia. Abbiamo azionato il tendicinghia e abbiamo continuato.

Mentre proseguivamo con le sweeps di potenza, abbiamo visto un bel po’ di variazioni di spinta da una corsa all’altra. Tom ha fatto notare che le cinghie a serpentina possono diventare problematiche con boost elevati e grandi soffiatori. Per aiutare la situazione, la cintura è stata rivestita con VHT Track-Bite, e la tensione ha avvolto la cintura stretta come una corda di violino. Abbiamo visto ben 757 CV a 5.700 giri/min e 13,5 psi di spinta, ma lo slittamento della cinghia, anche con tutte queste misure, ha reso problematico il funzionamento del motore. Infine, la cinghia ha saltato una costola e ha terminato la nostra sessione di test. In seguito abbiamo scoperto che le pulegge del soffiatore non erano in perfetto allineamento, il che potrebbe aver aggravato la situazione. Avremmo dovuto controllare, dato che ci sono degli spessori da The Supercharger Store per regolare facilmente l’allineamento.

Tuttavia, Tom ha sottolineato che nella sua esperienza con molti soffiatori centrifughi in applicazioni di spinta superiore, le cinghie a serpentina sono spesso problematiche, sostenendo che una cinghia dentata è l’unica strada da percorrere.

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Abbiamo conferito con Bob Woods del Supercharger Store, e lui è d’accordo, sottolineando che i kit di soffiatori più grandi che normalmente vende vengono sempre forniti con una trasmissione a ingranaggi. L’abbiamo fatto saltare in aria quando abbiamo ordinato il nostro setup e poi abbiamo optato per il soffiatore più grande in un secondo momento. Abbiamo fatto un ordine per l’unità a ingranaggi e in pochi giorni eravamo pronti per un’altra prova al banco. Il sistema di puleggia ha sostituito direttamente la configurazione a serpentina, avvitando in pochi minuti, e, ancora una volta, il 440 era pronto a funzionare. L’azionamento con cogging elimina ogni potenziale di slittamento, riduce la tensione richiesta ed è semplicemente a prova di proiettile.

Tornati a Westech, il 440 è stato di nuovo montato al banco, e questa volta eravamo pronti a lasciarlo correre per i numeri. Il potenziale era già stato dimostrato nella nostra ultima sessione di test con oltre 750 CV sul quadrante. Con una trasmissione a cinghia dentata che offriva la promessa di una trazione completa ad alto numero di giri senza slittamenti, sapevamo che il 440 avrebbe funzionato – e lo ha fatto. Abbiamo caricato il motore fino a 6.400 giri/min, e la spinta continuava ad arrivare. Una potenza di picco di 878 CV a 6.300 giri/min è piuttosto difficile da contestare, specialmente considerando il pacchetto base sottostante. Abbiamo fatto diversi tiri quel giorno, e il numero di potenza e il livello di boost si sono ripetuti come un orologio, corsa dopo corsa. Comporre più tempo dei 25 gradi che abbiamo iniziato con il didn't mostra un miglioramento, così che'apos;s dove siamo finiti. I distanziatori della testa di Flatout sono sigillati come una volta, e i 440 non hanno mostrato alcun segno di sofferenza. Per un motore di queste dimensioni, 878 CV sono una potenza di 878 CV, ma il motore funzionava docile al minimo come prima, infatti, ancora di più data la più ampia separazione dei lobi e la ridotta sovrapposizione.

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Iniezione d’acqua Avrete notato che la nostra combinazione 440 funzionava ad alta spinta senza l’ausilio di un intercooler. It's un fatto della fisica che la compressione di un gas (aria in questo caso) produce calore. In termini pratici, ciò significa che più spinta equivale a più calore nella carica in entrata. It's è ben noto che l’alta temperatura dell’aria in ingresso sottrae potenza e favorisce la detonazione, da cui la necessità di un mezzo di raffreddamento della carica, specialmente con molta spinta. Il raffreddamento dell’aria/carica di carburante è tipicamente realizzato utilizzando un’unità di scambio termico nota come intercooler. Essenzialmente, un intercooler è un radiatore attraverso il quale la carica ad induzione viene fatta passare e raffreddata dalla differenza di temperatura tra l’aria di ingresso ad alta temperatura e l’aria di raffreddamento medioambiente in un intercooler aria-aria.

Il sistema favorito da The Supercharger Store è un allontanamento da un intercooler convenzionale, e in realtà prende in prestito dalla tecnologia impiegata nell’iniezione di acqua per aerei da combattimento sovralimentati della Seconda Guerra Mondiale. L’iniezione d’acqua fornisce un effetto di raffreddamento alla carica attraverso un altro effetto della fisica, il calore latente della vaporizzazione. Come un liquido altamente atomizzato si trasforma in vapore, il processo consuma calore. Il sistema Supercharger Store's fornisce una pompa ad alta pressione che viene attivata da un pressostato, che a sua volta fa riferimento alla spinta. Quando la sovralimentazione raggiunge il livello di pressione prescritto, la pompa invia acqua ad alta pressione ad un ugello ad atomizzazione fine mirato all’aspirazione della soffiante. L’acqua fornisce il raffreddamento e funge anche da soppressore di detonazione. Il kit è completo, con tutti i raccordi, i tubi, una valvola antisifone e una cella a combustibile che funge da serbatoio di contenimento.

Con l’iniezione d’acqua correttamente impostata, Bob Woods di The Supercharger Store riporta un’uscita di potenza fenomenale sul gas della pompa. Vari kit sono dimensionati con ugelli progettati per differenziare la portata del fluido per i diversi livelli di uscita, con alcuni dei kit di maggiore potenza con due stadi di iniezione per potenze fino a 2.000 hp. Il sistema può essere utilizzato con acqua dritta o con varie concentrazioni di miscela acqua/metanolo. Bob raccomanda una soluzione comune per lavavetri, che contiene fino al 25% di metanolo. L’iniezione d’acqua è tutt’altro che una nuova idea, ma con le capacità di uscita dei moderni sistemi di sovralimentazione è una soluzione innovativa per l’alimentazione del gas alla pompa.

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