Supercharger:tutto ciò che devi (e vuoi) sapere

No, non siamo qui per parlare di Tesla Supercharger:questo è un altro articolo. Questo pezzo è per le persone che amano il fischio del massimo potere! Sto, ovviamente, parlando del compressore che trasforma i motori a combustione interna in Demoni urlanti.

I compressori sono praticamente l'aggiornamento originale del motore macho e sono tutt'altro che un concetto estraneo a molti. Anche così, ciò non significa che tu sappia esattamente come funzionano o quando sono stati inventati. Eppure la storia e la funzione dei compressori sono straordinari quanto i guadagni di potenza che portano in tavola.

Quindi, allacciati come The Drive si tuffa nella Bibbia del potenziamento e ti fa prendere da questi strilloni seriamente sinistri.

Cos'è un compressore?

La definizione della parola compressore è così nel dizionario Oxford-inglese:"Parte di un motore che fornisce aria o carburante a una pressione superiore al normale" E questo è sufficiente per una comprensione generale ma, come per qualsiasi altra cosa tecnica, c'è molto altro da sapere.

Qualcosa da capire è che un motore non è altro che una pompa ad aria nel cuore. La dimensione del motore si riferisce direttamente alla quantità di aria che il motore può spostare. Un motore da 7,2 litri è progettato per aspirare 7,2 litri d'aria, ovvero 440 pollici cubi in americano.

A tal fine, un motore aspirato si basa sul vuoto creato dal pistone sulla corsa di aspirazione per aspirare carburante e aria nei cilindri. È un concetto ingegnoso ma semplice, ma non è perfetto in quanto l'aria può essere una cosa divertente e condizioni atmosferiche come temperatura, altitudine e persino umidità possono impedire a un motore di funzionare al massimo delle sue potenzialità.

È qui che entra in gioco una cosa chiamata "efficienza volumetrica". L'efficienza volumetrica si riferisce semplicemente alla quantità di aria che un motore è effettivamente spostando rispetto a quanto dovrebbe. Un'efficienza volumetrica, o VE, dell'88-95% è circa la media per i motori a 2 valvole come il già citato 7,2 litri. Ciò significa che il motore da 7,2 litri è in genere in grado di spostare solo 6,3-6,8 litri di aria, o 387-418 pollici cubi, in condizioni normali.

Entra nel compressore. Un compressore funziona semplicemente per aumentare l'efficienza volumetrica. Forza l'aria nei cilindri invece di fare affidamento sul vuoto. Ciò aiuta il motore a raggiungere il 100% di VE e, a volte, anche di più. Ciò ti consentirà di bruciare più carburante e creare più potenza. Influisce anche positivamente sull'effettivo rapporto di compressione che aiuta ad aumentare il botto che la miscela fa all'accensione.

Quando sono nati i compressori?

Che ci crediate o no, il concetto di compressore è un po' antico. Forzare l'aria in un dispositivo per aumentare l'efficienza è stato un concetto utilizzato da, beh, per sempre. C'è chi dice che l'idea viene dal portare aria negli altiforni o aria fresca fino ai minatori grazie in parte alle pompe ad aria in stile "Roots" brevettate nel 1860 e, sai, perché erano destinate all'uso in quelle situazioni ! Ovviamente, gli hotrodder ne hanno approfittato non appena hanno potuto.

L'idea di utilizzare l'induzione forzata per migliorare l'efficienza di un motore a combustione interna è stata realizzata solo anni dopo l'introduzione del ciclo a 4 tempi all'inizio degli anni '60 dell'Ottocento. Sir Dugald Clark, l'uomo accreditato per lo sviluppo del ciclo a 2 tempi, è anche accreditato per aver creato il primo compressore funzionale per i suoi motori nel 1878.

Anche se questo potrebbe essere vero, Rudolf Diesel brevettò il primo compressore e lo applicò al proprio motore nel 1896.

Come sono cambiati i compressori nel corso della storia?

Parlando dello sviluppo dei compressori, dobbiamo immergerci nei dettagli della loro funzione. Ciò significa che stai per essere colpito da una lezione di storia/tecnologia a doppia testa.

Ecco la cosa. I compressori non sono cambiati molto dal 1896. A parte i miglioramenti nella costruzione e nel design, sono ancora abbastanza vicini alle loro radici. [Ed. Nota: Lascia i giochi di parole di papà a Jonathon, Hank.]

Il compressore in stile roots è stato il primo del gruppo ad apparire ed è probabilmente il primo a venire in mente a molti quando arrivano i compressori. Dopotutto, è un'icona nella scena degli appassionati.

Questo sistema si basa su due rotori all'interno della custodia che scruta attraverso o si trova sotto il cofano per creare quella che è nota come una pompa volumetrica. I rotori all'interno si ingranano insieme proprio come ingranaggi per espellere l'aria intrappolata tra di loro. Quando quei rotori si separano, viene creato un vuoto per aspirare l'aria. L'aria viene quindi trasportata lungo la parte interna dell'involucro fino a quando non può essere forzata nel motore e riavviare il processo.

Il design a doppia vite apparso negli anni '30 è essenzialmente una versione migliorata del design originale di Rudolf Diesel. Questi hanno una disposizione simile con una cassa e due rotori, solo il nuovo design ha i suoi rotori che rappresentano una serie di viti di ingranamento. Lo scopo di questo progetto è aumentare la compressione interna, potenziando ulteriormente il ruolo di compressore.

Ciò che potrebbe sorprendere è che le doppie viti sono essenzialmente l'ultima entrata nei sistemi di compressore, al di fuori dell'avvento dei compressori elettrici che potresti aver visto oggi.

Forse la voce più significativa della lista, il compressore centrifugo, fece la sua prima apparizione nel 1902 quando Luis Renault lo sviluppò. Questo sistema è diverso dalle radici e dai design a doppia vite in due modi, la differenza più grande è che i compressori centrifughi utilizzano una singola turbina a cinghia per forzare l'aria nel motore. L'altro è che invece di aspirare aria attraverso il corpo farfallato o il carburatore, lo spinge attraverso.

Qual ​​è la differenza tra compressori e turbocompressori?

Se dovessi guardare un compressore centrifugo, potresti dire che sembra solo la metà di un turbocompressore. Bene, è perché lo è.

Un turbocompressore è un compressore, solo che utilizza mezzi diversi per far girare la turbina rispetto a un compressore. Qualsiasi compressore si basa sulla rotazione dell'albero a gomiti per far girare le turbine o i rotori. In genere lo fanno attingendo al sistema di pulegge esistente del motore. Un turbocompressore, invece, funziona utilizzando i gas di scarico per azionare le turbine.

Ecco perché un compressore centrifugo sembra la metà di un turbocompressore. Un turbocompressore ha due turbine che sono direttamente collegate l'una all'altra. Quando la turbina sull'estremità di scarico viene fatta girare, fa ruotare il lato di aspirazione e forza l'aria nel motore. Questo è un design molto più efficiente grazie all'eliminazione della perdita parassitaria, che si traduce in un aumento più significativo della potenza.

Oh, e neanche i turbocompressori sono una novità. Il turbo fu introdotto da un ingegnere svizzero di nome Dr. Alfred Büchi nel 1905, solo pochi anni dopo l'introduzione del compressore centrifugo. Più ne sai!

Quindi alcuni modelli moderni sono dotati di compressori di fabbrica?

Se classifichi i turbocompressori come compressori, scoprirai che oltre il 30% di tutti i veicoli prodotti oggi è dotato di compressori. Ma se sei come noi e vuoi diventare tecnico, molti meno dispongono del classico compressore a cinghia a cui stai pensando.

Attualmente, ci sono circa 20 modelli dotati di ventilatore, tra cui la Camaro ZL1, la Jaguar F-Type SVR, la Mustang Shelby GT500 e, naturalmente, la Dodge Challenger Hellcat.

Breve storia dei compressori nelle corse

I compressori fecero il loro debutto come optional di fabbrica nel lontano 1921, quando Mercedes-Benz li imbullonò al Kompressor modellini di veicoli, che iniziano davvero il loro uso da corsa. Ciò significa che anche se coprissimo solo i punti più alti, potremmo ancora andare avanti per decenni sulla storia dei compressori nelle corse. Quindi, parliamo di quella che è probabilmente la cosa più profonda che si verifica con l'uso dei compressori in pista.

Nel 1953, un uomo di nome Don Hampton prese una pompa GMC e la piantò su una Chrysler Hemi da 354 pollici cubi usata in un'auto da traino. Suona abbastanza standard, giusto? Bene, sì, è perché i compressori e le auto da corsa sono i migliori amici. Il fatto è che la pompa in stile roots non era pensata per l'uso su un Hemi. O anche un motore!

La pompa è stata effettivamente progettata per l'uso in apparecchiature industriali come pompa di recupero, il che significa che aspirava, non soffiava. Ma Don ha visto la designazione allegata a queste pompe leggere qualcosa come 8-71 indicato, il che significa che la pompa era destinata a un motore con otto cilindri da 71 pollici cubi. È stato un momento di svolta quando piloti come Don hanno visto le capacità di cilindrata di queste pompe come un ottimo modo per stipare aria in un motore e renderlo enorme potenza. Ci è voluto un po' di ingegnosità per far funzionare tutto, ma i risultati sono a dir poco leggendari

Non solo l'idea di Don ha funzionato, ma alla fine ha cambiato le corse per sempre. Don alla fine è diventato un campione di drag racer NHRA e Hall of Famer, e alla fine ha fondato Hampton Blowers. Non solo la sua attività è ancora in funzione oggi, ma è responsabile della formazione di un'intera divisione di componenti automobilistici. In altre parole, se sei un fanatico dei soffiatori, Don è una delle persone che devi incolpare per la tua ossessione.

Abbastanza divertente, le auto da corsa più veloci del mondo fanno ancora affidamento su una configurazione simile a quella che Don e altri piloti che la pensano allo stesso modo avevano inventato una volta.

Domande frequenti sui compressori

Hai delle domande, The Drive ha risposte!

D:Cosa è meglio, un compressore o un turbocompressore?

R: Entrambi hanno il loro punto di forza, ed entrambi hanno i loro difetti. I turbocompressori offrono i vantaggi di un'efficienza superiore, poiché non creano perdite parassitarie. I compressori creano resistenza al motore, ma ottengono guadagni istantanei di potenza. I turbo in genere soffrono di ritardo poiché impiegano tempo per creare boost. Questa è una panoramica molto generale, ma puoi capire quando una delle due è un'opzione più desiderabile.

D:Un compressore fa male al tuo motore?

R: Alla fine dipende dal motore e dal compressore che stai cercando di installare. La semplice aggiunta di un ventilatore a qualsiasi motore di serie può porre diversi potenziali problemi. La rettifica della camma, le molle delle valvole e le guarnizioni della testata potrebbero non resistere o controllare adeguatamente l'aumento della pressione.

Inoltre, il gruppo rotante, l'hardware e il blocco potrebbero non essere all'altezza del compito di gestire l'aumento di potenza e i risultati possono essere catastrofici. Ci sono molte variabili in gioco e, ovviamente, ci sono combinazioni che funzionano bene, ma è necessario fare delle ricerche prima di lanciare un compressore su qualsiasi vecchio motore. Non dimentichiamo inoltre che anche il sistema di alimentazione e la fasatura dell'accensione devono vedere la loro quota di aggiornamenti per tenere il passo.

D:Quanti HP aggiunge un compressore?

R: L'aumento medio della potenza è di circa il 46%. Quindi, un motore con 100 cavalli vedrebbe probabilmente un aumento a 146 cavalli. Questa è solo una media, però, e c'è molto di più in gioco. Alcune combinazioni vedono meno guadagni mentre altre vedono di più. In ogni caso, i miglioramenti saranno comunque piuttosto significativi, motivo per cui devi essere disposto a leggere la potenza che puoi aspettarti e confrontarla con la soglia di corrente del motore.

D:Quali sono i tre tipi di compressori?

R: I tre tipi di compressori sono i seguenti:root, bivite e centrifugo. Se vuoi essere tecnico, puoi includere anche turbocompressori e compressori elettrici, anche se sono semplicemente versioni migliorate di tipi esistenti di compressori.

D:Puoi usare l'azoto con un compressore?

R: Sì. Nitrous è un sommatore di potenza che può essere impilato su un sistema di induzione forzata. I risultati sono folli guadagni di potere. Anche se sembra desiderabile, sei sulla buona strada per far esplodere le budella del tuo motore senza una messa a punto adeguata e un'estremità inferiore robusta.

Fatti divertenti su Supercharger

Sai che vuoi più informazioni sul compressore!

  • La perdita parassitaria di un compressore non è uno scherzo. Possono richiedere circa un quarto della potenza di un motore per girare.
  • I compressori elettrici sono una nuova tecnologia che utilizza un motore elettrico per azionare le turbine invece della manovella del motore. Anche se devono ancora essere perfezionati, questa tecnologia ha molte promesse.
  • L'aumento della pressione nei cilindri dei motori sovralimentati aumenta il rapporto di compressione effettivo del motore. Ciò può portare alla detonazione quando viene utilizzato carburante a basso numero di ottani, quindi il carburante premium viene comunemente utilizzato per applicazioni con induzione forzata.
  • Il compressore di Dom's Charger nel franchise Fast and Furious era falso. Questa è conoscenza comune. Ma è un peccato che non possiamo mai perdonare se consideri che anche quei caricabatterie erano alimentati da Chevy.

Non importa quanto siamo intelligenti, non possiamo essere la tua unica fonte di informazioni. Più cervelli puoi scegliere, meglio è. Ecco perché abbiamo allegato questo video killer per aiutarti a continuare a saperne di più sui compressori!

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