最高の燃料と面白い車のエンジン

トップフューエルのドラッグスターやファニーカーに使用されているクライスラー・ヘミベースのエンジンに関しては、これらのエンジンが生み出すことができる一般的に言われる11,000馬力という言葉を聞いたことがあるでしょう。 1シリンダーあたり1,375馬力です！ このレベルのパフォーマンスはかなり常軌を逸していますが、これらのドラッグ カーが時速 340 マイルのドアをノックしており、8 マイルでは時速 300 マイルに非常に近づいていることもご存知ですか? あるいは、1 回の走行で約 15 ガロンの燃料を燃焼し、約 6,800 rpm で最大プルダウンすると、90 gpm の燃料が流れるという事実はどうでしょうか?! また、これらのエンジンは非常に大きな馬力を生成するため、多くのエンジン部品は 1 ～ 5 回の運転にしか使用できません。また、ピストンの場合、力の量によってドームがある程度縮小する可能性もあります。

これはドラッグ レースの最高峰であり、これらの車をシーズンを通して最高のパフォーマンスで機能させるエンジン ビルダー、クルー チーフ、チームは、できるだけ早くトラックを走るために、エンジンと車のあらゆる領域に目を向けています。 私たちは、Top Fuel と Funny Car で使用されている 426 Hemi ベースのエンジンのいくつかの機能と、それぞれの実行に実際に組み込まれている内容と NHRA チームの思考プロセスを強調したいと思いました。

そのために、NHRAドライバーのジョー・モリソン氏とNHRAクルーチーフのロブ・フリン氏に、トップ・フューエル・クラスとファニー・カー・クラスの両方での経験について話を聞いた。

ヘミベースのエンジン

前述したように、Top Fuel と Funny Car で使用されるエンジンは、426 Hemi を大まかにベースにしています。 NHRA の規則では、エンジンのサイズは 500 立方インチ以下、カムシャフトのサイズは 54 mm までと規定されていますが、それとは別に、チームは通常、好きなようにエンジンを構築し、好きなコンポーネントを使用できます。

「すべてヘミをベースにしています」と、1994年からトップ・フューエル・クラスとファニー・カー・クラスの両方で経験を積んだNHRAクルーチーフのロブ・フリンは言う。「ブロックはすべてビレットアルミニウムで、ヘッドもビレットアルミニウムです。水路はありません」どのようなものでも。ボアとストロークは一定であり、それは 4.500 インチのストロークと 4.187 インチのボアです。これは基本的に NHRA ルールで許可されていることです。少し短いストロークと大きなボアを好む人もいました。純正のヘミボアサイズは4.252インチです。 私たち全員がエンジンを大型化することになったとき、彼らは立方インチを 500 cid に制限したため、エンジンは両方のクラスで約 496 cid になります。」

ドライバーのジョー・モリソン氏によると、これらのエンジンはヘミを大まかにベースにしているため、純正の 426 ヘミとはいくつかの点で異なります。

「大まかにと言ったのは、吸気ポートと排気ポートの空気の流れを増やすために多くの変更が加えられたからです」と、ヘルツハウザー・レーシングのファニー・カー・ドライバーであり、レベリッヒ・レーシングの元トップ・フューエル・ドライバーであるジョー・モリソンは言う。 「また、純正の 426 クライスラー ヘミとの大きな違いは、シリンダーごとに点火プラグが 1 つではなく 2 つあることです。これには 2 つの理由があります。第一に、メタンは圧縮すると爆発しますが、非常に可燃性ではないため、 2番目の理由は、膨大な量の燃料を燃やすことです。」

燃料については後ほど詳しく説明しますが、エンジンの内部コンポーネントに関しては、NHRA はチームが使用を許可されるものを規定していません。ただし、ブランド名が異なることを除けば、コンポーネントは一般的に似ています。 チームはアルミニウム製コンロッド、鍛造アルミニウムピストン、さまざまな圧縮比、さまざまなリングパッケージを使用しています。

「内部コンポーネントに関しては、チームはやりたいことを自由に行うことができます」とモリソン氏は言います。 「コネクティングロッドの長さとピストンの圧縮高さを変えることができます。通常、激しい熱のため、リングパッケージはピストンのさらに下にあります。」

フリン氏によると、かつてはダイクストップリングが一般的に使用され、セカンドリングもコンプレッションリングであり、それをスクレーパーとして使用する人もいたが、現在では圧倒的に、ほとんどの人がガスポートピストンを備えたコンプレッションリングを使用しているとのこと。

「1番目と2番目の溝には同じコンプレッションリングを使用し、その後オイルリングを使用します。オイルリングはかなり酷使されるため、1回だけ使用して捨てています」とフリン氏は言います。 「これらのエンジンでは、膨大な量の部品が循環されます。エンジンは走行するたびに分解されるため、すべてが交換または再調整されます。私たちの状況では、トップリングを取り外して2番目の溝に置き、新しいトップを取り付けることになります」リングを外したらオイルリングも交換します。

「ベアリングの場合、上部のロッドベアリングに多くの負荷がかかるので、走行ごとに実際に測定します。もともとかなりのクリアランスがあり、それ以上のクリアランスは実際には必要ないため、通常は走行ごとに交換されます。」メインベアリング、主に下半分は、走行ごとに交換または必ず検査されます。

「カムシャフトやリフターなど、バルブトレインのコンポーネントには通常、適切な動作回数がある程度あります。私たちが生産している出力の種類により、動作のたびにすべてが検査されます。内部コンポーネントに多大なストレスがかかります。」

「毎回の運転の後、私たちはベアリング、ピストン、ピストンがどのくらい沈むか、ベアリングがどのくらい潰れるか、リングが熱くなりすぎて張力が失われるかどうかを測定します。ピストンはリングをノックダウンする可能性があります。運転するたびに、ピストンは」

前述したように、これらのエンジンのカムシャフトは 54mm より大きくすることはできませんが、プッシュロッドとオーバーヘッド バルブ、およびシリンダーごとに 2 つのバルブを備えた標準の位置にあります。 多くのチームが行っていることは、より良い高調波を得るためにカムシャフトの点火順序を変更することです。

「標準のヘミの点火命令の代わりに、シボレー LS の点火命令を使用しています」とモリソン氏は言う。 「最初に外側のシリンダーに点火し、次に内側のシリンダーに点火します。」

フリン氏は、標準的な点火順序は小型ブロックのシボレーに似ているが、クラスの大部分はいわゆる 4-7 スワップ点火順序で走っているが、中には 4-7、2- という LS 点火順序を使用しているところもある、と詳しく説明しています。 3交換。

「それは好みの問題だ」とフリンは認める。 「どちらがよりパワーを生み出すかはわかりませんが、特定のスワップでエンジンが少しスムーズに回転するという議論があります。LSスワップで気づいたことの1つは、カムが構造的に少し強化されているということです。しかし、どちらがパフォーマンスに大きな違いをもたらすとは思いません。それは単に人々が持つ個人的な好みです。」

これらの Hemi エンジンには、通常 50 ～ 60 ポンドの重量を誇るルーツ スタイルの 18-71 スーパーチャージャーも搭載されています。 これらのエンジンの圧縮比に関しては、多くのことが決まります。

「ほとんどのチームの圧縮比は 6.5:1 ～ 6.8:1 ですが、それは大気条件によって異なります」とフリン氏は指摘します。 「フロリダの涼しく乾燥した日には 6.5:1 で走ることになりますが、カンザス州トピカの蒸し暑い日にはおそらく 6.7:1 か 6.8:1 の範囲になるでしょう。それよりも低い、ま​​たは高いかもしれない異なるセットアップをしている人もいます。」

最終圧縮比は大気圧に基づいており、その調整は圧縮高さと燃焼室を CC した後に行われますが、最終圧縮比の決定はヘッドガスケットの厚さにも基づいており、これらのクラスでは通常、 .070 インチ～.080 インチ、最大 .120 インチ。

オイルに関しては、これらのエンジンはニトロ 70 を使用しており、その理由はブローバイとの戦いを助けるためです。 ニトロはシリンダー圧力と燃料の量によってオイルを希釈します。 重いエンジンオイルはクッションの役割を果たします。

「寒いときにモーターに点火すると、最大 300 psi の油圧が発生します」とモリソン氏は言います。 「バーンアウト後に車を準備しているので、エンジンが少し加熱された後、120 psiを確認したいと思っています。」

燃料

トップ・フューエルやファニー・カーのような馬力レベルを実現するには、大量の燃料が必要であることは周知の事実です。 車の始動から、バーンアウトとバックの実行、乗組員長の調整、走行から車の停止まで、トップ フューエルまたはファニー カーは 15 ガロン近くの燃料を消費します。

「燃料ラインの太さは約3インチで、燃料ポンプの流れは100gpm付近です。アイドリング時は3.6～3.8gpmです」とモリソン氏は言う。 大量の燃料を消費しているんだよ。」

トップ フューエルかファニー カーに関わらず、90% のニトロメタン燃料のみを使用できます。 この割合はクルーチーフによって異なりますが、ほとんどのチームは 88% ～ 90% のニトロを使用しています。 大量の燃料をエンジンに供給するために、これらの組み合わせでは、エンジンのいくつかの異なる領域に多数のインジェクターが配置されています。

「ブロワーの正面には 6 つのノズルがあり、ブロワーの後ろにはすべての潤滑を保つためにさらに 4 つのノズルがあります」とフリン氏は指摘します。 「マニホールドには、ほとんどのチームが 1 つのノズルを持っていますが、一部のチームは 2 つのノズルを持っています。それから、吸気ポートにも 2 つのノズルがあります。通常、ブロワーから来るものをアイドル状態にして、アイドル状態のノズルの 1 つをノズルに入れる人もいます」 」

チューニング

これらのエンジンはすべて非常に似ているため、チーム間のパフォーマンスの違いの多くはチューニングに起因します。 トップ フューエル クラスやファニー カー クラスでは、エンジン全体を一度にチューニングするのではなく、シリンダーごとにチューニングすることがよくあります。

「私たちは、特定のシリンダーごとに非常に厳密にバランスを取るよう努めています」とモリソン氏は言う。 「私たちは実際に 8 気筒エンジンをチューニングしているのではなく、8 つの 1 気筒エンジンをチューニングしているのです。」

繰り返しになりますが、その日の大気の状態を調べてから、圧縮率を計算します。 チームにはこれらの決定を支援するソフトウェアもありますが、あなたの曲調は空気に関連しており、多少はトラックの状態にも関係しています。

「こうした調整は常に行っているんです」とフリン氏は言う。 「ステージングエリアに行くと、基本的なセットアップが完了しており、天候が変化した場合は、おそらく3ペア前まで、タイミング調整、燃料調整、オーバードライブ調整を行うことができます。同時に、あなたは次のことを行います。コースコンディションに合わせて調整を行い、コースが冷えるか熱くなっているかに応じて調整を行い、最後の瞬間まで調整を行うことで、うまく走行することができます。

「超暑いサーキットでは、どのみちパワーを発揮できないので、最大限のパワーを発揮しようとはしません。本当に、本当に素晴らしいサーキットでは、できる限り遠くまで走らなければなりません」ファニーカーは、ホイールベースが短いため、暑いサーキットではドラッグスターよりも少し危険ですが、同時に、クラッチを引く方法はドラッグスターよりもはるかに遅く、スムーズです。 。」

チームがこれらのエンジンをシリンダーごとに調整することを強いる要因の 1 つは、フリンが圧縮バランスと呼んでいるものです。 特定のシリンダーでは、どれだけ燃料を与えても取り除いても満足できないため、圧縮比を変更する必要があります。

「私たちの場合、エンジンには 3 つの異なるピストンがあり、チームによってはそれ以上のピストンが搭載される可能性もあります」とフリンは言います。 「ブロワーを通る流れのせいで、特定のシリンダーを圧迫するため、そこに入れる燃料は限られており、圧力の一部をそこから取り除く必要があります。それが圧縮比です。」

「過去には、マニホールド内の空気を少しそらせる状況がありました。ロッカーアーム比でもそれができるかもしれません。私たちは各シリンダーで同じ量のパワーを生み出すように各エンジンを確実に調整しています。」マニホールドのノズル、吸気ポートに直接ノズルを介して燃料カーブを変更し、ブロワーを介して空気と燃料が供給されるこれらすべての領域で、個々のシリンダーごとに調整を行うことができます。

「今年は、個々のタイミングシリンダーをシリンダーごとに変更できるようになりました。これまではありませんでした。おそらく、このタイミング機能は、少し問題のあるシリンダーを微調整するのに役立つでしょう。」

トップフューエルとファニーカーの違い

トップ フューエル ドラッグスターとファニー カーのエンジンはクラス間でかなり似ていますが、明らかなシャーシの長さとボディ形状以外に、この 2 つの間にはいくつかの大きな違いがあります。 たとえば、速度と ET の違いがあります。

「トップ・フューエル車の発売では、より積極的になれる。それはまさに物理学のおかげだ」とモリソン氏は言う。 「レバーが長くなっています。パワーやクラッチの接続などに関して、早い段階でよりアグレッシブになれます。トップフューエル車は、フロントとリアのウイングによるダウンフォースがもう少し大きいです。」

「ファニーカーは、ボディの空気力学とヘッダーからのダウンフォースに依存しています。ドラッグスターを運転するとき、車を制御するときのステアリング入力は非常に繊細です。ファニーカーでは、あなたは少し攻撃的で、彼らはもっと動き回りたがる傾向があるので、あなたは調子を維持するのに忙しくなります。」

ドラッグスターとファニー カーの ET の差は、通常、わずか 10 分の 2 です。 その違いは車そのものによるものです。 ドラッグスターは空気力学が優れており、風の抵抗が少なく、より多くのダウンフォースを持っています。 時速300マイル以上では大きな違いが生じます。

「レバーが長いので、より積極的に車を発進させ、トラックにしっかりとくっつけることができ、それが実際に車のパフォーマンスを少し向上させた理由です」と彼は言います。 「トップフューエルの最速タイムは3.60秒台であるのに対し、ファニーカーの最速タイムは3.80秒台です。」

信じられないかもしれませんが、NHRA はこれらの車に点火リミッターを備えているため、8,000 rpm を超えると、ある時点を超えるとタイムアウトが発生し始めます。

「独自のタイミングカーブを入れることは許されていますが、何らかの前進が許される最後のポイントは2.7秒です」とフリンは言う。 「すべてをラン開始2.7メートルの時点で行う必要があり、基本的にはラン開始400～500フィートになる。ドラッグスターの観点から見ると、8マイル以降、タイミングが遅れる状況にある。エンジンの回転数は 8,000 rpm に制限されていますが、ゴールに到達しても 8,300 rpm まで上昇します。

「最近では、1秒間に最大で25度程度のタイミングが失われます。かなりのタイミングが失われています。最後の数値が58度か何かだった場合、その数値に到達するまでに、フィニッシュラインでは48度近くか、それ以下になるでしょう。」

パフォーマンスに関して言えば、一部のチームは第 1 四半期で時速 340 マイル、第 8 四半期で時速 300 マイルのドアをノックしています。

「数台の車がドアをノックしており、時速494～295マイルで走るのはごく普通のことだが、（8回目で）時速499マイル台に達した車もある」とフリンは言う。 「実際、ある会社は、最初にそれを達成した企業に少額のボーナスを出しました。さらに、8マイルで時速300マイルを達成するためのクラブがあり、私たちは皆、それを狙っていますが、特定の車は他の人よりもその可能性が高いです。」

多くの人が気づいていないかもしれないが、サーキットでのマシンのパフォーマンスに貢献しているものの 1 つは、ズーミー スタイルのヘッダー自体です。

「Zoomie スタイルのヘッダーは、各シリンダーから出る個別のパイプです」とモリソン氏は説明します。 「これらのヘッダーの角度、特にファニー カーズでは、いわゆるレイドバック スタイルのヘッダーを使用しています。これで重要なのは、推進力だけでなくダウン フォースを生み出すことのバランスです。これは、より効果的です」ファニーカーは、リアタイヤがすぐそこにあるので、ドラッグスターの場合はそれほどではありません。

「ファニーカーと同様にドラッグスターのヘッダーは、車を地面に維持するのに役立つかなりの量のダウンフォースを提供します。これは、カジュアルなファンによって見落とされがちなことです。経験豊富なエンジンビルダーでさえ、そうするかもしれないし、そうでないかもしれません」 」

11,000 馬力を実現

最終的には、車とエンジンの組み合わせが成功するために十分長く存続する必要があります。そうしないと、チームは NHRA の週末中にラウンドからラウンドへと進むことができなくなります。 フリン氏によると、最大の差別化要因は、車とエンジンをボルトで固定している人たちだという。

「大惨事の多く​​は失敗したときに起こりますが、それが間違いである場合もあります」とフリン氏は指摘する。 「チューニングに関しては、部品の限界を超えてしまう可能性があります。一部のコンポーネントには動作限界があり、故障する前に取り外さなければなりません。それをすべて維持しなければなりません。すべてが大きな負荷を受けています。

「一般的に言われる11,000馬力を8気筒で割ると、各気筒である62立方インチからはかなりの馬力になる。各気筒から1,300馬力以上を生み出すことになる。つまり、これらすべてのコンポーネントに多大な負荷がかかります。その多くは単なるメンテナンスであり、全員が正しく作業を行ってボルトで固定し、実行後に部品を検査します。何かがあまり満足していないように見える場合、おそらくそうではありません。最大のことは、空気、燃料、圧縮比のバランスをとってエンジンを快適にします。

「多くの場合、爆発するほど激しく動作させることはできますが、コンポーネントのコストを考えると、そのようなことは頻繁には起こりたくないでしょう。」EB