426 Hemi Build – La dimensione ha importanza, parte 1

Costruire un Hemi

da 1.500 cv, EFI-Fed, accensione a bobina, 1.500 cv Hemi

Vedi tutte le 12 fotoRich NedbalwriterDec 17, 2013

Controllate la Parte 2 e la Parte 3 del nostro 426 Hemi Supercharger Install!

Nota dell’editore: Volevamo uscire un po’ dalla nostra zona di comfort e tuffarci in un edificio che normalmente non vi avremmo fatto notare. Cerchiamo di mantenere la maggior parte del nostro editing focalizzato sull’arena delle performance su strada, così quando abbiamo ricevuto una chiamata da Rich Nedbal che ci chiedeva se volevamo coprire la costruzione di una Hemi, una gara a iniezione di metanolo, siamo stati più che entusiasti.

Il piano

Siamo sicuri che apprezzerete già i vantaggi in termini di potenza che la Chrysler ci ha lasciato in eredità. Il padre fondatore di questo vantaggio è la 426 Hemi di seconda generazione. Certo, la Hemi ha iniziato tutto negli anni ’50, e la nuova Hemi è un motore davvero impressionante, ma guardate un Top Fuel o Top Alcohol Dragster e vedrete una Hemi di seconda generazione.

Diversi anni fa, ho costruito una versione normalmente aspirata di questo leggendario motore, chiamata Pump Gas Hemi. Con quel motore in una macchina da corsa, ho vinto la finale NHRA ET 2010 nella 7° Divisione. Gli obiettivi a quel tempo erano di costruire una Hemi molto affidabile e a bassa manutenzione nella gamma di 900 cavalli. Si è comportata come da progetto, con una media di 7 secondi e.t. ‘s, e nessuna rottura in oltre 300 passaggi. Ma per funzionare nella relativamente nuova classe Top Dragster, l’auto deve funzionare 6 secondi e.t. ‘s. La matematica diceva che avremmo avuto bisogno di quasi 1.500 cavalli. Questo è stato possibile senza compromettere l’affidabilità? 1.500 cavalli è molto realizzabile, senza andare agli estremi che sarebbero richiesti da classi come Pro Mod o Top Alcohol.

Criteri di progettazione

  • Affidabilità. Dobbiamo mantenere basso il numero di giri. Cioè, dopo tutto, andare in una macchina da corsa di classe staffetta.
  • Utilizzare il più possibile il motore a pompa-gas precedente e passare al metanolo.
  • Deve essere costruito con un blocco d’acqua.
  • Considerate tutte le opzioni per aumentare la potenza senza compromettere l’affidabilità.

Ossido di azoto – Non

Nitrous è il modo più veloce, semplice e meno costoso per guadagnare 200-400 cavalli, ma la classe Top Dragster Class è fondamentalmente una classe di staffe ad alta velocità che richiede coerenza. E’ difficile mantenere una consistenza e.t. costante quando la pressione della bombola di azoto scende. Inoltre, a questo livello di potenza, la bottiglia durerebbe solo per pochi passaggi. E’ ottima per le corse in testa, ma dubbia per le gare di e.t. La nostra idea successiva è stata l’induzione forzata. Anche se i compressore centrifugo come il Pro Charger sono tecnicamente molto impressionanti, cosa c’è di più naturale in un dragster di un soffiatore stile Roots seduto su una Hemi? Così abbiamo trovato un Mooneyham 10-71 usato che va bene, e la matematica dice che avremo bisogno solo di circa 10 libbre di spinta per ottenere la potenza obiettivo.

Quali parti possiamo tenere del motore a pompa-gas?

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Blocco

Si tratta di un blocco di alluminio della World Products, con un foro di 412 pollici e un albero a camme non alzato. Con i fori del sollevatore a boccola e l’oliatura potenziata già integrata, qui non c’è bisogno di cambiare nulla. Molti motori ad alcool utilizzano un blocco solido con alesaggio in Siamese, ma dato che la classe Top Dragster è davvero una classe di staffe ad alta velocità, dove è probabile lo sciabordio a caldo, resteremo con un blocco raffreddato ad acqua.

Albero a gomiti

L’albero a gomiti esistente è un pezzo forgiato 4340 della Crower, con una corsa di 412 pollici e perni di biella da 2.200 pollici. È più che in grado di gestire la potenza in cavalli. L’unico cambiamento è che dobbiamo aggiungere una seconda scanalatura per il mozzo del soffiatore. I perni delle aste da 2.200 pollici, insieme alla parte più piccola e grande delle aste in acciaio, significa che non è necessario un’ulteriore pulizia del blocco per la corsa più grande, e non ci sono problemi di pulizia da asta a albero a camme.

Aste e cuscinetti

Le bielle di Crower sono in acciaio billet e misurano 7.100 pollici. I cuscinetti sono pezzi rivestiti di Calico. Se volessimo far girare un sacco di giri al minuto o portare la spinta nella stratosfera, useremmo barre di alluminio perché ammortizzano i cuscinetti. Ma ad un picco previsto di soli 7.000 giri al minuto, e dato che stiamo usando solo 10 libbre di spinta, preferiremmo non doverci preoccupare dell’imprevedibile durata di vita di un’asta di alluminio. I bulloni ad asta sono materiale AMS5834 (Aerospace Material Standards) incredibilmente resistente. Ci piacciono i cuscinetti rivestiti, e abbiamo usato sia cuscinetti normali che cuscinetti X, (che sono più sottili di 0,0005 pollici), per consentire l’ulteriore spessore del rivestimento. In questo modo è possibile mescolare e abbinare per ottenere le giuste distanze tra i cuscinetti.

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Rapporto di compressione:

Il motore N/A aveva un rapporto di compressione statica 10,7:1. Questo è troppo alto per un motore a benzina soffiato, ma è perfetto per l’alcol (metanolo). Il metanolo ci permetterà di mantenere il rapporto di compressione che abbiamo già. Funzionerà più fresco (quando si sciabola a caldo), e farà aumentare la potenza in cavalli senza altre modifiche. Certo, ci sono alcuni svantaggi del metanolo, ma quanto di quello che abbiamo sentito è mito contro realtà? Più tardi esploreremo cosa ci vuole veramente per far funzionare il metanolo.

Pistoni

Stiamo utilizzando i pistoni della Diamond Racing, e il rapporto di compressione finale sarà di 10,7:1. Se fossimo partiti da zero, avremmo ordinato questi pistoni a gas, ma stiamo riutilizzando quello che avevamo da una costruzione precedente. I motori soffiati come il gas porting per aiutare la tenuta ad anello, e aiuta a minimizzare il blow-by. Questo è più critico con il metanolo, perché i motori ad alcool hanno la tendenza a “mungere l’olio”. Ma si possono aggiungere i condotti laterali del gas, e già che ci siamo, Angie della Mopar Engines West rivestirà anche i pistoni.

Se l’ordinazione di nuovi pistoni fosse un’opzione, probabilmente sposteremmo gli anelli più in basso sul pistone, e potremmo anche usare anelli più sottili per diminuire l’attrito. Ma poiché i pistoni erano già tagliati per anelli da 116, 116, 316 pollici, li useremo così come sono. Per aiutare con il blow-by, passeremo a un set di anelli della Total Seal che consiste in un anello superiore in acciaio senza spazi, Napier secondo, e un anello d’olio a tensione standard. A causa della posizione della spina da polso e dell’asta più lunga, dovremo usare anche un anello di supporto dell’olio.

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Nota a piè di pagina: Saltando al terzo articolo di questa serie, dopo aver testato questo motore al banco e aver fatto diversi passaggi di prova in pista, la quantità di soffio nel serbatoio del vomito è minima (circa un cucchiaio per ogni passaggio), e l’olio non mostra alcun segno di mungitura.

Teste

Ciò che è esotico sono le borchie della testa. Volevamo aggiornare le borchie a testa, dato che questo blocco utilizza borchie da 716 pollici di diametro. ARP non vende un kit di aggiornamento da 716 pollici, ma è possibile acquistare ogni perno singolarmente dalla divisione speciale ARP. I perni del kit originale Hemi hanno una resistenza alla trazione di 190.000 psi. Abbiamo aggiornato i perni in materiale L19, che aumenta la resistenza alla trazione a 260.000 psi.

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Le teste Stage-V Millennium sono grandi teste Hemi, che possono fluire oltre 500 cfm dopo il porting CNC. In genere utilizzano il modello di aspirazione a 10 bulloni, che consente di aprire le porte a livelli massicci. Normalmente, questo design della testa richiede l’utilizzo di un collettore di aspirazione personalizzato. Ma quando questo motore è stato originariamente costruito per l’uso con la pompa del gas, abbiamo voluto lasciare aperte le opzioni del collettore. Così abbiamo ordinato le testate con il più tipico schema a 16 bulloni per alleviare la spesa per un’aspirazione personalizzata in lamiera. Abbiamo anche ordinato le piastre distanziatrici aggiuntive di Stage-V in modo da poter utilizzare quasi tutti i collettori di aspirazione. Questo sacrifica il potenziale massimo delle prestazioni, ma è stato un compromesso con il quale eravamo disposti a convivere. La versione con pompa a gas utilizzava un collettore della serie Indy 4500 con un unico corpo farfallato in stile 4500. Le valvole in acciaio inossidabile sono Ferrea, le molle sono Pacaloy, e i fermi e le serrature sono di Manley. Queste sono parti grandiose, ma niente che si possa considerare esotico.

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Valvetrain

I motori Hemi sono noti per il duro lavoro del valvetrain, quindi non ci sono angoli di taglio qui. Stage-V ha fornito i bilancieri a rulli in acciaio inossidabile e supporti speciali per le loro teste Millennium. Questi bilancieri forniscono l’olio direttamente alle coppe dell’asta di spinta, quindi non è necessario lubrificare le aste di spinta. Gli alberi dei bilancieri sono aggiornamenti (parete spessa) della DeChellis Machine, e l’albero a camme e i sollevatori sono della Comp Cams. Le specifiche dell’albero a camme hanno una durata di 280/288 gradi a 0,050 pollici, con un sollevamento di 0,720 pollici alla valvola e un angolo di separazione dei lobi di 112. Questo è lo stesso albero a camme che è stato usato quando il motore era normalmente aspirato, e non stressa realmente il treno valvole. Le valvole Pacaloy 1247 hanno una pressione di 300 libbre chiuse, 730 libbre sopra il naso, e sono impostate a 2,075 pollici di altezza installata. Queste manterranno le cose stabili a più di 8.000 giri al minuto.

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Sistema olio

Il sistema di oliatura è una vaschetta da 10 litri con una doppia linea e un pickup a braccio oscillante, che alimenta una pompa Titan ad alto volume e un filtro dell’olio Wix a distanza da due litri.

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Collettore di soffiaggio

Si tratta di un collettore EFI a 16 bulloni della testa del cilindro Indy. Questo motore sarà iniettato, e noi faremo funzionare gli iniettori sia sopra che sotto la soffiante. L’iniezione sotto il soffiatore aggiunge difficoltà per quanto riguarda l’impianto idraulico e la messa a punto, ma paga i dividendi. È un mondo di differenza su un motore da strada grazie alla migliore guidabilità. Ma, anche su un motore da corsa, aiuta a minimizzare le differenze di distribuzione, e aumenta la densità di carica. Il metanolo iniettato che non passa attraverso il soffiatore raffredda la carica di aspirazione in modo piuttosto drammatico. È come il nitroso senza la bombola.

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Soffiatore

I soffiatori a radice spostano un volume fisso di aria per rotazione, quindi un Hemi da 572 pollici è tecnicamente un po’ troppo grande per un soffiatore da 10-71. Ma non abbiamo bisogno di molta spinta per raggiungere l’obiettivo, e siamo disposti ad esagerare se necessario. Inoltre, abbiamo già avuto il soffiatore.

Il sistema EFI

Abbiamo scelto il sistema FAST XFI con registrazione interna dei dati. La registrazione interna dei dati è necessaria, poiché non c’è modo di trasportare un computer portatile nel dragster. La funzione di registrazione dei dati è fondamentale per vedere cosa stava facendo il motore durante il passaggio, e vedere il rapporto A/F effettivo ogni 110 secondi. Non c’è modo migliore per sintonizzare un motore.

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Poiché questo motore non utilizza un distributore, abbiamo utilizzato il controllore di accensione FAST XIM per azionare le otto bobine di accensione. Un distributore funzionerebbe bene, ma lo abbiamo fatto per dimostrare che si poteva fare, e per ridurre al minimo il rumore elettrico che poteva essere creato dalle scintille all’interno del tappo del distributore. L’iniezione di carburante sequenziale e il funzionamento della bobina vicino alla spina richiedono entrambi un sensore a camma, che era facile da acquisire con la trasmissione a cinghia esposta Jesel. Questo sarebbe anche un buon test per vedere se le bobine standard in stile MSD LS hanno abbastanza energia per accendere la carica di metanolo super-ricca in condizioni di boost.

Carburante

Il metanolo è quasi un carburante da corsa ideale, poiché trasporta un po’ di ossigeno e raffredda tutto ciò che tocca. L’unico inconveniente è che è corrosivo. Questo deve essere considerato, poiché la contaminazione dei sistemi di alimentazione non può essere presa alla leggera. Ma se si fanno i compiti a casa, si può imparare non solo a conviverci, ma anche ad amarlo. Ecco alcune caratteristiche e considerazioni:

  • Metanolo (Methyl-Alcohol) (CH3OH), ha un peso specifico di .78 – .79, e pesa 6,5 libbre per gallone.
  • Non è commestibile. In realtà, è velenoso.
  • È un liquido chiaro che brucia anche senza fiamma visibile.
  • Si mescola con l’acqua e la assorbe, quindi deve essere conservato in contenitori sigillati.
  • Si brucia il doppio della benzina.
  • L’etanolo deriva da fonti rinnovabili come il mais. Nella sua forma più pura è bevibile, quindi viene combinato con altri liquidi per renderlo non adatto al consumo. Se questo non fosse fatto, molti corridori di etanolo potrebbero non arrivare mai in pista. L’E85 è composto per l’85 per cento da etanolo e per il 15 per cento da benzina.

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Sistema di alimentazione

Tutti i componenti del sistema di alimentazione devono essere compatibili con l’alcool. Questo dovrebbe essere ovvio, ma anche il normale tubo flessibile intrecciato in acciaio inossidabile è ancora solo tubi di gomma con un coperchio intrecciato. È necessario utilizzare un tubo flessibile che sia compatibile con l’alcool, come l’Ultra-Flex rivestito in PTFE di Earl, e tutti i raccordi devono essere anodizzati. La pompa del carburante deve essere all’altezza non solo della maggiore pressione del carburante necessaria per l’EFI (maggiore di 43 psi), ma anche del maggiore volume richiesto (2:1). I filtri del carburante non possono contenere un elemento di carta quando si usa l’alcol. Una volta completato, un sistema di carburante ad alcool durerà per anni. Come ulteriore precauzione, molti piloti aggiungono un lubrificante al metanolo, che ricopre le superfici in alluminio. Ma alcune miscele di metanolo vengono con questo additivo già miscelato.

Sintonizzazione

Come già detto, il metanolo è un ottimo carburante. Se non si cambiasse nient’altro, si otterrebbe circa il 10% di potenza in cavalli e si guadagnerebbe anche coerenza in pista. Ha una proprietà termica latente molto elevata, il che significa che evapora molto rapidamente, e quindi raffredda tutto ciò che tocca. Questo aumenta la densità di carica e rende il motore meno suscettibile alla detonazione e ai cambiamenti ambientali.

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Ma il vostro motore consumerà il doppio del carburante rispetto a quello tradizionale. Con un carburatore, questo significa che è necessario eseguire enormi getti principali, che di solito si traduce in condizioni di minimo molto ricco. Con EFI, questo può essere controllato in modo che non si verifichino condizioni troppo ricche. I motori a metanolo sono noti per “mungere l’olio” (il metanolo in eccesso entra effettivamente nella coppa dell’olio e fa sembrare l’olio come il latte al cioccolato), ma EFI può ridurre al minimo questa caratteristica.

Il metanolo è molto indulgente per quanto riguarda l’accordatura. Ha un rapporto aria/carburante (A/F) molto più ampio rispetto alla benzina. Con un motore a gas bruciato, la messa a punto deve essere a riposo, e utilizzerebbe un carburante ad alto numero di ottani (leggi: costoso). Il metanolo tollera di essere sul lato ricco, e dato che non produce carbonio, non sporcherà le spine. Non troverete anche una classificazione a ottano per il metanolo, a causa delle sue diverse caratteristiche. Provate a costruire un motore a gas soffiato che parte con un rapporto di compressione statico di 13,0:1. Detonerà e si distruggerà da solo durante il primo passaggio, ma questo è un normale rapporto di compressione statico per un motore ad alcool soffiato. I rapporti di compressione dinamica con un motore ad alcool potenziato si avvicinano a 30,0:1. Quindi dobbiamo cambiare il modo in cui pensiamo all’ottano e ai rapporti di compressione quando usiamo il metanolo.

Per quel che vale, molti corridori con un motore a scoppio e ad alcool non sanno nemmeno cosa sia il loro A/F, poiché l’unico modo per misurarlo meccanicamente è pesare il carburante e l’aria (difficile da fare durante una gara). Ma un moderno sensore O2 a banda larga funziona alla grande fino a circa 3:1 e viene fornito gratuitamente con EFI. Gli O2 a banda larga stanno diventando sempre più comuni nel mondo delle corse, ma come qualsiasi altra cosa, il cambiamento richiede tempo.

Riepilogo

Questa è solo la prima di una serie in tre parti che vi mostrerà esattamente cosa serve per costruire una Hemi iniettata e soffiata. Questa prima puntata ha riguardato gli obiettivi, la selezione dei componenti e le considerazioni progettuali. La seconda rata coprirà le procedure di lavorazione e montaggio, e mostrerà le differenze rispetto a una Hemi “normale” strada. Infine, nella terza rata, prendiamo questa bestia su un banco da ginnastica, facciamo qualche tiro, la mettiamo a punto, la facciamo cadere in una macchina e facciamo qualche giro.

Abbiamo quindi i nostri obiettivi, e abbiamo un’idea delle caratteristiche piuttosto interessanti del metanolo come carburante. Il mese prossimo costruiremo questa bestia e vedremo alcune tecniche di assemblaggio speciali.

PREZZO TAG Parte Produttore Numero di parte Costo approssimativo BlockWorld088515-4500$5, 000HeadsStage-VS-M2000H$4.200CrankshaftCrower95168$1.500RodsCrowerB93911B-8-UPG$1.600PistoniDiamondCustom$1, 600Coated Main BearingsFed Mogul142M1$150Coated Rod BearingsCalico/CleviteCB743HN$150Cam BearingsDura-BondPDP-17T$50CamshaftComp24-000-9$380Cam DriveKeith Black63107A + $1, 000LiftersComp829-16$470Rocker ArmsStage-VIR-417N3/ER-cus$1.700Rocker Shaft SupportsStage-VS-M2000ST$900Rocker ShaftsDechellis MachineI45-HB/E45-HA$500PushrodsSmith Brothers8NH314-CB$300Adjuster studs and nutsMantonStud# 823, Dado# 851$200Oil PumpTitan426 drag$800Intermediate ShaftMilodon21525$140Oil PickupMilodon21330$130Oil PanMilodon31160$375BlowerMooneyham10-71$2.500ManifoldINDY426-BM$1.250ECUFAST30-1004$1, 900HarnessesFAST30-1100/1200$600InjectorsLucas621061$880XIM coil controllerFAST30-1311$600Cam SensorMSD2346$80CoilsAEM30-2853$640Plug WiresMSDCustom$150PlugsChampionN59YDR$40Main Stud KitARP145- 5602$115Rod BoltsCrowerAMS5844$400L19 Testa StudsARPSpecial$590Coperchi valvolaKeith Black53097FHA-1$650Water PumpMeziereWP337S$430Crank Supporto CullaRCD202600-0004$800 Totale $30, 270Mostra tutto

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