Le jumeau de Speed ​​​​Demon

Apr 27, 2023

GEORGE Poteet et son aérodynamique Speed ​​Demon ont mis le feu au monde des courses de vitesse sur terre lors de la semaine de vitesse de la Southern California Timing Association (SCTA) de cette année, devenant le véhicule à pistons le plus rapide au monde sur terre avec une moyenne bidirectionnelle de 470,016 mph (756 km/h).

Cet article a été publié pour la première fois dans le numéro de novembre 2020 de Street Machine

Ce faisant, il a battu la marque du moteur à combustion interne bidirectionnel à vitesse maximale de 448,757 mph établie en 2018 par Danny Thompson dans son Challenger II de 50 ans remis à neuf, qui utilisait deux Chrysler Hemis à aspiration normale alimentés au nitro.

Aussi cool que soit cette distinction, ce qui intéressait vraiment Poteet et son équipe était d'ajouter à leur collection de records de classe SCTA de carburant soufflé. Au début de la semaine de la vitesse, l'équipe détenait déjà six records en utilisant une variété de moteurs, y compris un Chev à petit bloc, basé sur LS, un Dodge à quatre cylindres et un Ford à tête plate.

Le record manquant était AA / BFS, qui exige un moteur (ou des moteurs) 501ci ou plus grand, que l'équipe n'avait jamais utilisé. C'est le territoire des grands blocs. Le record était bloqué à 417 mph depuis 2004, date à laquelle il avait été établi pour la dernière fois par le rationaliser à traction intégrale de Tom Burkland faisant fonctionner deux Chrysler Hemis de génération II suralimentés à l'alcool.

La solution de Poteet était une Chevy bi-turbo 557ci à gros blocs de 3155 ch, construite par Ken Duttweiler, gérée électroniquement. Regardons ça!

VOYEZ GRAND OU RENTREZ À LA MAISON

Le constructeur de MOTEUR Ken Duttweiler avait évité d'utiliser un moteur Chev "rat" à gros blocs dans Speed ​​​​Demon dans le passé. "Nous ne pensions pas qu'une Chevy à gros bloc pourrait tenir entre la largeur étroite du rail de cadre du Speed ​​​​Demon", dit-il. Mais de nos jours, les têtes à gros blocs Dart à orifice d'admission asymétrique conventionnelles sont assez bonnes pour supporter le type de flux d'air boosté nécessaire pour faire le travail, ce qui rend les têtes Big Chief Pro Stock extrêmes, hautes et symétriques à port symétrique plus nécessaire.

Les têtes PRO1 20° en fonte d'aluminium de Dart sont destinées aux moteurs de rat à grande cylindrée fonctionnant à 8000 tr/min ou plus dans les applications NA, nitreuses ou à forte accélération. Les orifices d'admission conservent un profil rectangulaire asymétrique, mais les entrées d'orifice surélevées de 0,500 po mesurent 2,600 po de hauteur sur 1,850 po de largeur. Le volume de canaux d'admission à port CNC de 451 cm3 est le plus grand de la série PRO1. Photo: Fléchette

Avec des têtes à profil bas, le broyeur à gros blocs a pu se faufiler entre les rails de châssis existants de Speed ​​Demon et se boulonner à la plaque de montage du moteur avant. Cependant, un BBC est un pouce plus long qu'un petit bloc traditionnel, de sorte que l'équipage a déplacé le trans à sept vitesses Liberty pour lui faire de la place. Si l'équipe choisit de régler certains des records de petit bloc de classe inférieure qu'elle possède déjà, les moteurs Chev et LS à petit bloc de plus petite cylindrée de l'arsenal de l'équipe peuvent s'adapter à la disposition révisée en ajoutant une plaque d'espacement arrière.

Avec les panneaux de carrosserie retirés, voici le nouveau gros bloc installé dans Speed ​​Demon. Il est si propre qu'il rappelle l'un des avions de chasse refroidis par liquide à moteur à pistons de la Seconde Guerre mondiale. Eh bien, à l'exception des commandes électroniques modernes. Notez l'entrée du corps de papillon orientée vers l'arrière. Pas un pouce d'espace perdu ici

BLOC-CYLINDRES

Les blocs de fer Big M de DART utilisent des capuchons principaux à quatre boulons en acier billette avec des boulons extérieurs évasés, et comportent les alésages de levage de 0,300 po de plus du bloc Gen VI. Duttweiler utilise le bloc de hauteur de pont standard pour voitures de tourisme Chevy livré avec des alésages de 4,560 pouces (que Duttweiler a terminé à 4,565). Des dispositions de montage côté moteur côté production, un bossage de pompe à carburant mécanique et un support de filtre à huile Chevy standard sont livrés en standard sur ces blocs, mais Duttweiler a spécifié quelques options supplémentaires : il a fait usiner Dart tous les tourillons de came à 55 mm, comme les moteurs LS modernes (les tourillons de came à gros blocs d'origine vont de 53,848 mm à 54,356 mm). "J'aime les grands journaux LS", dit-il. "Nous pouvons avoir un cercle de base de came un peu plus grand, ce qui permet d'obtenir une came de billette plus rigide, même avec des levées de lobes extrêmes."

Visibles dans la vallée sont les alésages de poussoir surdimensionnés qui acceptent les poussoirs à clé Jesel, et une plaque anti-débris installée par Duttweiler sur les fentes de vidange d'huile qui empêche toute défaillance des pièces supérieures de tomber dans l'ensemble rotatif.

Pour une plus grande résistance, Duttweiler a commandé spécialement le bloc avec l'option de coulée de bloc en alliage de fer graphite compacté (CGI) de Dart à 2000 $ supplémentaires. Recommandé pour les applications turbocompressées, suralimentées et protoxyde d'azote, cet alliage double la résistance de la pièce moulée par rapport aux blocs de fer conventionnels, sans ajouter de poids.

Le moteur est basé sur un bloc de fer Dart Big M Mark IV avec des parois de cylindre siamois, disponible chez Dart en deux hauteurs de pont différentes (voiture de tourisme 9,800 pouces ou style «camion» surélevé de 10,200 pouces). Les tailles d'alésage à la livraison vont de 4,25 pouces jusqu'à 4,600 pouces. Photo: Fléchette

ENSEMBLE TOURNANT

RIGIDITÉ et fiabilité sont primordiales pour triompher à Bonneville. Le poids en rotation n'est pas aussi critique que l'intégrité structurelle lorsqu'un moteur doit produire des milliers de chevaux mais qu'il a cinq milles pour y arriver.

Les blocs Big M de Dart sont livrés avec des bossages de goujon de tête supplémentaires (flèches), qui aident à retenir le joint de culasse. Mais Duttweiler a également usiné le bloc et les têtes avec des rainures de récepteur autour de chaque cylindre pour Visner Flame Hoops, puis a installé les têtes à l'aide de goujons de tête ARP Custom Age 625+ qui nécessitent un couple plus élevé pour une plus grande force de serrage.

Pour le vilebrequin, Duttweiler dit qu'une course de quatre pouces (qui donne un moteur 524ci avec l'alésage de 4,565 pouces) aurait été suffisante, mais il s'est avéré que Callies avait une manivelle en acier billette de 4,25 pouces à peu près prête à fonctionner. Avec le plus gros bras, la cylindrée du moteur a atteint 556,5 ci. "Nous n'avons pas besoin d'un régime très élevé - pas plus de 9000 - donc cette course supplémentaire d'un quart de pouce n'est pas un véritable handicap ici", explique Ken.

"Pour obtenir le poids que nous voulions et ajouter de la force, Auto Verdi a épaissi la bielle", explique Duttweiler. "Avec les vis d'assemblage ARP Custom Age 625+ - résistance à la traction de 290 000 psi - nous pouvions obtenir la charge de serrage dont nous avions besoin avec des boulons de tige de 7/16 pouces au lieu d'utiliser des boulons d'un demi-pouce plus gros et plus lourds"

Duttweiler spécifie généralement des bielles plus épaisses et plus lourdes pour résister au stress prolongé des courses à forte accélération sur cinq miles à la fois. Pour ce moteur, Ken est allé au large des côtes du suédois Auto Verdi Racing, qui s'est récemment fait un nom dans le NHRA Pro Stock. Auto Verdi forge ses tiges en interne à partir d'acier suédois au chrome-nickel molybdène et utilise la dernière technologie de machine CNC. Les bielles à profil en H de Verdi sont disponibles dans pratiquement toutes les longueurs, tailles de roulements et tailles d'axes, fabriquées sur mesure pour chaque client.

L'ensemble rotatif du moteur comprend une manivelle Callies, des bielles Auto Verdi, des pistons Diamond, des bagues Total Seal et des fixations ARP Custom Age 625+ pour maintenir le tout ensemble. Notez les capuchons principaux à quatre boulons du bloc Dart avec des boulons extérieurs évasés et des trous de montage de carter d'huile à plusieurs modèles

"Verdi a proposé de fabriquer toutes les cannes que nous voulions", explique Duttweiler. "Je savais que 930 grammes était à peu près le bon poids pour la fiabilité, et 6,400 pouces de centre à centre était la longueur nécessaire avec le piston et le pack de segments que je voulais utiliser dans un bloc de hauteur de pont de 9,8 pouces. Pas de problème pour eux - 30 jours plus tard, nous avions 10 tiges, dont deux de rechange. "

Les pistons Diamond spécifiés par Duttweiler sont suffisamment solides et épais pour supporter un boost prolongé, avec un plat profond qui développe une compression d'environ 9,3: 1 sur le moteur boosté alimenté au méthanol. Les goupilles Chev à gros blocs en acier à outils H-13 robustes de 0,990 po de diamètre extérieur ont des parois extra-épaisses de 0,250 po et un revêtement anti-friction / anti-usure DLC (diamond-like carbon)

Les tiges balancent des pistons profonds en diamant forgés à partir d'un alliage d'aluminium 2618 favorable à la suralimentation. Les pistons de Diamond et les goupilles en acier à outils H-13 à paroi épaisse et inflexibles sont basés sur une configuration compatible avec les turbos que Duttweiler a utilisée dans ses laminoirs à petits blocs et LS.

Total Seal a fourni les segments de piston, et la manivelle et les tiges roulent sur des roulements de course Clevite revêtus et chanfreinés. "Je crois aux roulements revêtus", déclare Ken. "Le revêtement élimine la rugosité et nous constatons de meilleures caractéristiques d'usure."

Les systèmes de montage sur arbre Chevy à gros blocs ont généralement des supports de culbuteurs d'admission et d'échappement séparés, mais Jesel a fabriqué ce support de culbuteur monobloc à montage sur arbre à gros blocs qui relie l'admission et l'échappement ensemble pour mieux répartir la charge.

CAME ET SOUPAPES

TOURNANT dans les roulements à came Dura-Bond, la came à rouleaux mécaniques Comp Cams personnalisée a une durée d'admission/d'échappement de 280/296 degrés à une levée de poussoir de 0,050 pouce, avec une levée totale de 0,850 pouce à la soupape. Il est rectifié sur un large angle de séparation des lobes (LSA) de 115 degrés et installé directement vers le haut. "Le large LSA raccourcit le temps de combustion en degrés en fermant la soupape d'admission un peu plus tard", explique Ken. "Cela aide à prévenir la détonation. Sur un moteur turbo, nous maintenons le chevauchement bas tout en produisant une bonne puissance, car cela empêche les gaz d'échappement de faire exploser le canal d'admission." L'autre avantage d'un large LSA et d'un chevauchement réduit est le dégagement piston-soupape. "Nous avons facilement un dégagement supérieur à 0,200 pouce à la fois à l'admission et à l'échappement."

Comp Cams rectifie la came à rouleaux mécanique personnalisée de Duttweiler à partir d'une billette en acier à outils. "L'acier à outils est plus résistant à l'usure, grâce à l'usinage en une seule passe qui donne la même dureté d'un bout à l'autre", explique Duttweiler. "Avec les alliages normaux, vous verrez souvent une marque de galet de levage sur un lobe usé. Pas avec ces billettes !"

Le profil du lobe d'échappement est l'une des nouvelles conceptions de cames Top Fuel de Comp. "Il y a plus de pression de cylindre du côté ouverture de la soupape d'échappement que la normale", explique Duttweiler. "Il veut retirer les goujons de montage du support de culbuteur d'échappement de la tête. Nous avons donc pensé, pourquoi ne pas diminuer légèrement la pression du cylindre en ralentissant le point d'ouverture de la soupape d'échappement de quelques degrés de manivelle?"

La manivelle Callies Ultra Billet de Speed ​​Demon est fabriquée en acier à faible teneur en carbone et à haute teneur en nickel. De multiples traitements thermiques donnent une manivelle avec une ductilité, une rigidité et un boîtier extérieur résistant à l'usure. Un contrepoids central supplémentaire de chaque côté du tourillon de palier central #3 rend la manivelle plus stable

L'ordre du lobe de came est pour un échange d'ordre de tir 4/7. Les Chevy V8 traditionnels utilisent un ordre de tir 1-8-4-3-6-5-7-2 ; avec un échange 4/7, l'ordre devient 1-8-7-3-6-5-4-2. L'échange est censé réduire la déviation du vilebrequin, fournir une courbe de couple plus douce, faciliter l'accélération et peut-être même fournir quelques chevaux supplémentaires.

Les poussoirs Jesel à clé résistent mieux à la rotation que les poussoirs de type barre de liaison. Les élévateurs de ce moteur ont un corps plus grand de 0,937 pouce (le GM en stock est de 0,842), ce qui permet à une roue à rouleaux plus grande de mieux répartir la charge, réduisant ainsi l'usure en tournant plus lentement

TÊTES DE CYLINDRES

Les Chevy à gros blocs STOCK ont un angle de soupape de 23 degrés, mais les têtes Dart PRO1 20 installées sur ce moteur ont un angle de soupape de 20 degrés. Cela permet une décharge de soupape de piston moins profonde, des chambres de combustion plus petites qui développent une compression élevée avec un minimum de dômes de piston en utilisation NA et un rayon de rotation court amélioré vers le bol de soupape.

Duttweiler dit que les têtes Dart sont prêtes à sortir de la boîte. Même le travail des soupapes est terminé sur les sièges à 55 degrés, un angle de siège spécifié pour leur débit à haute portance réputé supérieur. L'ensemble de Duttweiler utilise des sièges en béryllium à la fois à l'admission et à l'échappement; des guides muraux en bronze sont utilisés avec les soupapes d'admission en titane, mais en raison de la chaleur extrême, les sièges d'échappement sont en acier avec un insert en bronze.

Soupapes Ferrea à tige de 11/32 po spécifiées par Duttweiler : soupapes d'admission en titane légères, de 6,030 po de long et de 2,40 po de diamètre extérieur, et soupapes d'échappement en Inconel résistantes aux températures élevées, de 5,930 po de long et de 1,800 po de diamètre extérieur

L'étanchéité du joint de culasse n'a pas posé de problème. Duttweiler a perfectionné l'étanchéité avec des joints de culasse en cuivre SCE et des cerceaux de flamme Visner uniques. La touche finale est des goujons de tête ARP Custom Age 625+ 7/16 pouces en alliage élevé. Custom Age 625+ est un alliage extrêmement résistant à la traction qui dépasse même ARP 2000. ARP a fourni toutes les fixations critiques sur ce moteur.

Un corps de poussoir de plus grand diamètre offre de la place pour décaler le siège de la tige de poussée, améliorant l'angle de la tige de poussée sur les culasses Chevy à gros blocs à soupapes inclinées. Obtenir les bons angles sur cette construction nécessitait quatre poussoirs décalés côté admission: deux avec un décalage de 0,180 pouce et deux avec un décalage de 0,080 pouce; les poussoirs côté échappement sont tous centrés

GRAISSAGE

Le bloc DART utilise un système d'huile principal prioritaire : le réseau et les tiges sont d'abord alimentés en huile, puis (via des restricteurs) la came, l'extrémité supérieure et le train de soupapes. Un système de carter sec à sept étages Dailey fait circuler de l'huile entièrement synthétique Lucas 20W-50 ou de l'huile semi-synthétique épaisse spéciale 50W-Plus spécialement mélangée pour les moteurs à alcool. "Je suis très content de Lucas", déclare Duttweiler satisfait. "Nous utilisons leurs produits depuis 15 ans." L'huile n'a tout simplement pas été un problème sur le moteur du gros rat.

Obtenir 13,25 L d'huile dans et hors du moteur à plus de 90 psi est la responsabilité d'un carter d'huile à carter sec Dailey Engineering et d'une pompe attachée avec six étapes de récupération, une étape de pression et un composant séparateur huile-air qui fait des merveilles pour supprimer toute tendance à la formation de mousse d'huile.

AIR, CARBURANT, ÉTINCELLE, GLACE

TOUS les moteurs de Speed ​​Demon, quelle que soit leur cylindrée, utilisent les mêmes turbos Precision, ce qui facilite les échanges et les réglages rapides du moteur. Actuellement, ce sont deux Precision Turbo GEN2.2 Pro Mod 88 prêts à l'emploi. Le boîtier central monobloc des turbos et l'ensemble de plaque arrière de l'ompresseur sont une pièce forgée en aluminium; le carter de turbine en acier inoxydable a une décharge de turbine prolongée avec des dispositions de boulons croisés pour plus de sécurité. Deux roulements à billes en céramique supportent l'ensemble rotatif.

Duttweiler utilise des bagues d'huile Total Seal. "Le contrôle de l'huile dans les cylindres est essentiel pour supprimer la détonation, nous avons donc utilisé un anneau d'huile à forte tension, un deuxième anneau de compression Napier et un anneau de compression supérieur sans espace." L'orifice de gaz du piston aide à mieux charger le segment supérieur contre la paroi du cylindre

Un nouveau noyau de refroidisseur intermédiaire à tubes et ailettes réduit considérablement la chute de pression par rapport aux noyaux traditionnels de type bloc et plaque utilisés précédemment. "La chute de pression à 40 psi à travers le nouveau noyau est maintenant inférieure à 1 psi, contre 2 à 4 psi à travers le noyau traditionnel", explique Steve Watt, fabricant de profilés Demon. Le noyau, les réservoirs du refroidisseur intermédiaire et les entrées et sorties se boulonnent maintenant ensemble, scellés par des joints toriques.

Duttweiler jette 75 litres d'eau et de glace dans le réservoir d'alimentation du refroidisseur intermédiaire par passage de cinq milles de long. Chaque passage fait fondre environ 36 kg de glace.

L'équipe Speed ​​​​Demon a remplacé son ancien assemblage de refroidisseur intermédiaire soudé conventionnel (A) par un nouvel assemblage modulaire boulonné (B, ci-dessous)

Une autre innovation est le corps de papillon de forme ovale en billette Visner sur mesure et l'admission de billette de toit en bosse, sa forme et ses caractéristiques de flux d'air similaires aux prises d'air géantes très efficaces utilisées sur les voitures Pro Mod. Dave Visner explique : "Une ouverture de corps de papillon ronde normale dirige plus d'air vers le bas du plénum, ​​ce qui entraîne une pression inégale dans le plénum.

En passant à un corps de papillon de forme ovale et à un angle vers le bas de 20 degrés dans l'entrée du plénum, ​​la pression et la distribution de l'air dans le plénum sont égalisées. La configuration du plénum agit comme un amortisseur pour pressuriser plus uniformément le volume global d'air dans le plénum, ​​ce qui signifie une distribution plus uniforme dans tous les cylindres de l'avant vers l'arrière."

Chaque canal d'admission a deux injecteurs de carburant Siemens qui, à la pression de carburant de 70 psi du système, débitent 250 lb/h chacun (pour un total de 500 lb/h) à un cycle de service de 85 à 90 %. Les injecteurs de type EV1 à corps mince offrent un dégagement suffisant pour une installation de glissière inclinée côte à côte qui établit l'angle de jet idéal vers l'arrière de la soupape, tout en pouvant accueillir en plus un troisième injecteur Enderle de type mécanique qui entre à haute poussée.

En cas de problème, l'équipe peut rapidement échanger le cœur contre une pièce de rechange. Le noyau lui-même est une nouvelle conception à tubes et ailettes (C) avec une perte de charge considérablement inférieure à la conception précédente

L'ECU M150 de MoTeC gère le carburant, l'étincelle, la synchronisation, la traction, les ventilateurs de refroidissement (pour le moteur et le différentiel) et les niveaux de suralimentation à l'aide de ses relais intelligents tolérants aux pannes et de ses capteurs de qualité course. Les capteurs de patinage des roues modulent la quantité de boost pour éviter la perte de traction.

Le calage de l'allumage à l'accélération maximale est de 17 degrés ; l'écart de bougie sur les bougies de course glacées à pointe non projetée (gamme Champion 55 ou équivalent Bosch) n'est que de 0,012 pouce.

L'énorme corps de papillon Visner de 2300cfm alimente un collecteur d'admission à bosse usiné CNC en trois pièces Visner. La configuration du corps de papillon de forme ovale et du toit à bosse égalise la distribution d'air et la pression dans la chambre de plénum

En sortant de la chambre de combustion, les gaz d'échappement traversent des collecteurs en acier inoxydable construits par Steve Watt avec des primaires de 2,25 pouces se déversant dans des collecteurs de 3,5 pouces.

Il y a trois injecteurs par cylindre : deux unités mini EFI Siemens EV1 (A) plus un injecteur mécanique Enderle (B). "Lorsque nous atteignons 2 300-2 500 ch, nous activons la buse mécanique", explique Duttweiler. "L'ECU actionne l'Enderles via un grand solénoïde de carburant à haut débit d'alimentation nitreuse"

SUR LE DYNO

AVEC un boost modeste de 35 psi, le moteur produit 3 155,6 ch à seulement 8 300 tr/min, avec une puissance moyenne de 1 826,5 chevaux entre 5 100 et 8 300 tr/min. Duttweiler dit que sur un moteur 557ci, "14-15 psi de boost est de 1600 ch; 17 psi est un peu moins de 2000 ch. Il fera tout ce que nous devons faire à 20 psi ou 2000-2100 ch." C'est assez facilement pour aller à 470 mph sans abuser du moteur dans des conditions de piste moyennes.

Duttweiler explique : « Le boost est ce qui détruit les moteurs, mais ce moteur est fiable à plus de 3 500 ch. Si nous augmentions le boost jusqu'à 36 psi – soit plus de 3 000 ch – nous devrions rouler à 480-490 mph, si la piste (et la traction) le permet.

L'ECU MoTeC M150 de fabrication australienne pilote deux boîtiers CDI à microprocesseur haute énergie M&W Pro-Drag8 qui pressent alternativement huit bobines MSD à haut rendement, une pour chaque cylindre. Photo : MSD

Le pic de couple de 2017 lb-pi se produit à 8100 tr/min, à seulement 100 ch de moins que le pic de puissance. Le couple de sortie moyen est de 1388,4 lb-pi entre 5100 et 8300 tr/min. Cela peut sembler carrément contre nature par rapport aux moteurs que la plupart d'entre nous utilisons régulièrement, mais Duttweiler doit contrôler électroniquement le couple à bas régime via la gestion de la transmission. Le moteur n'est vraiment pas complètement déchaîné tant qu'il n'atteint pas 7 000 tr/min en vitesse élevée. "Nous ne pouvons pas avoir trop de couple trop tôt dans la course, sinon il n'obtiendra jamais de traction", déclare Ken.

PLEINE VITESSE

IL PEUT sembler fou qu'il ait fallu 73 ans de compétitions de course de vitesse sur terre pour arriver au point où la barre des 500 mph pour un véhicule à moteur à pistons et à roues peut maintenant être à portée de main, mais telle est la nature de cette entreprise.

La course de vitesse terrestre est l'un des derniers bastions du sport automobile amateur, où des hot rodders comme George Poteet peuvent encore entrer dans l'histoire. Avec le dernier record du Speed ​​​​Demon bi-turbo propulsé par la BBC de 470,016 mph, Poteet et son équipe ont une fois de plus jeté le gant à relever pour leurs collègues chasseurs de vitesse.