427ci Windsor Ford Arias Conversione testa emisferica – Sfiato profondo

In cima a un piccolo blocco Ford con le nuove teste Hemi Arias/Shelby e inalare una potenza enorme

Vedi tutte le 10 fotoJohnny HunkinsphotographerSteve DulcichwriterOct 1, 2012

Quando si tratta di costruire motori ad alte prestazioni personalizzati, ci sono numerose scelte in termini di direzione da prendere. Per molti, migliorare il tema della progettazione OEM è un risultato sufficiente, utilizzando parti di ricambio che offrono un significativo miglioramento della produzione. Per artisti del calibro di Nick Arias Jr., ottenere il massimo da un motore significa iniziare con un foglio di carta pulito, e poi realizzare le parti secondo i suoi modi di prestazione senza compromessi. Come ama dire Arias, “Si può fare un grande motore da strada da un motore da corsa, ma non si può fare un grande motore da corsa da un motore da strada”. Un esempio è la Ford a 427 cubi qui presente. Utilizzando una conversione della testa del cilindro emisferica sviluppata da Arias, il motore è in grado di produrre una potenza fenomenale in una configurazione da corsa, mentre lo stesso pacchetto di base può essere costruito per un affidabile funzionamento su strada con prestazioni eccezionali.

Nella creazione della conversione della testa emisferica speciale per il piccolo blocco Windsor di Ford, sono confluiti diversi fattori che hanno portato l’idea allo sviluppo. Arias aveva chiaramente il know-how di produzione e i precedenti per realizzarla, con le conversioni Hemi di Arias per la Chevy big-block che hanno raggiunto uno status leggendario sin dalla sua introduzione nel 1972. Tra le numerose altre realizzazioni e specialità di motori, Arias ha portato al mondo anche l’incredibile Arias 10.0 litri, un motore completamente personalizzato con teste di Hemi che ha visto il predominio nel tractor pulling e nel drag boat. Il collegamento con il nome Shelby è avvenuto tramite il costruttore di motori Lanny Trefz, un buon amico di Arias che conosceva bene anche Bob Denbeste, della Denbeste Motorsports. La passione di Denbeste, oltre ad avere una collezione impressionante di automobili Shelby, è costruire repliche su licenza dei classici di Carroll Shelby. Denbeste ha anche acquisito la Carroll Shelby Engine Company, costruendo e vendendo motori classici Ford e parti di performance, specializzata in motori per applicazioni Shelby. Il pacchetto Arias/Shelby è stato concepito come un pacchetto unico ad alta potenza che sarebbe stato a suo agio in uno di questi veicoli esotici.

L’edificio

Per mostrare le capacità della combinazione di motori, il motore qui presentato è stato costruito per competere nella nostra competizione annuale di costruzione di motori, l’AMSOIL Engine Masters Challenge. La LTR Engines di Lanny Trefz ha assunto il compito della costruzione. Trefz ha iniziato con un blocco Windsor da 9,5 pollici in lega Shelby con una costruzione in alluminio A356 T6 con una rete di alimentazione in acciaio billet e manicotti a secco in fusione centrifuga. Questo blocco di fascia alta è stato costruito per sopportare la punizione, pur arrivando ad un peso di soli 90 libbre circa. Il blocco in lega di alluminio è proprio l’elemento che fornisce un enorme rapporto potenza/peso nei veicoli Shelby, rasando oltre 100 libbre rispetto ad un blocco di produzione, e sostanzialmente di più rispetto ai blocchi di ferro aftermarket tipicamente utilizzati nelle costruzioni di motori ad alta potenza.

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Naturalmente, non si risparmia quando si costruisce un motore come questo, così Trefz ha riempito la parte inferiore con alcuni dei migliori componenti che l’aftermarket ha da offrire, a partire da una manovella in acciaio billet Scat tagliata per le riviste Honda da 1,88 pollici. Spiega Trefz: “I piccoli diari riducono la massa rotante e l’inerzia, e tagliano l’attrito attraverso la ridotta velocità del cuscinetto. In pratica stavo costruendo una parte inferiore in stile NASCAR”. Il blocco di alluminio si espanderà più di un’unità di ferro comparabile, per cui viene data una speciale considerazione al gioco del cuscinetto principale. Trefz fa notare: “Come il blocco cresce, cresce anche il gioco del cuscinetto, così le condutture sono più strette che con un blocco di ferro. Elaborare i dettagli di ciò che è appropriato dato il materiale fa parte del processo di costruzione”.

Attaccati alla manovella ci sono aste Carrillo e pistoni Arias a gas specifici per la combinazione di estremità superiore. Trefz ha fatto tagliare i pistoni per anelli di compressione di 0,8 mm a sezione molto stretta della Total Seal. Come spiega Trefz, “L’anello stretto fornisce in realtà un maggiore carico unitario sulla parete del cilindro per una tenuta a compressione molto buona. Le porte del gas forniscono pressione alla parte posteriore dell’anello, mentre la superficie è ridotta a causa del profilo più sottile”. La combinazione ha funzionato estremamente bene, con Trefz che ha riportato perdite trascurabili oltre gli anelli durante le prove di tenuta, e uno spazio di combustione molto pulito dopo il funzionamento.

Il tappo dei cilindri è il gioiello della combinazione, le testate Arias/Shelby. Arias è partita da zero nello sviluppo di queste testate, iniziando con i modelli di flow-box per sviluppare la configurazione della porta, per poi vedere il progetto attraverso la fusione e la lavorazione finale. La configurazione semisferica delle porte è caratterizzata da guide di scorrimento in rilievo, che danno una linea di vista diretta verso l’interno e verso l’esterno dei cilindri. Come ci si potrebbe aspettare, il flusso d’aria è abbondante, con le versioni con porta di finitura CNC che forniscono 409 cfm di picco e oltre 300 cfm disponibili dallo scarico. Arias ha usato una combinazione relativamente poco profonda di angoli delle valvole, a 15 gradi, aspirazione, e 16 gradi, scarico. Gli angoli della valvola consentono un volume della camera molto più piccolo rispetto ai vecchi disegni Hemi¿ a deciso vantaggio quando si considera il rapporto di compressione ottenibile con un pistone piatto-top. Arias offre la testa del cilindro in due varianti di camera, il design dell’emisfero pieno rotondo 74cc utilizzato in questo motore, o un “Pro Stock” ispirato figura versione a forma di otto cilindri a 67cc con pastiglie di estinzione. La posizione centrale della candela migliora le caratteristiche di combustione.

Trefz ha ampliato i vantaggi prestazionali della configurazione della testa Arias/Shelby: “La hemi si apre al centro del cilindro. Non è avvolta come una Chevy a blocco piccolo o grande. A volte si mette una valvola più grande in uno di questi motori, e rende meno potenza perché la valvola affolla la parete del cilindro. Con l’hemi, si apre al centro del cilindro, e questo è il vantaggio della testata dell’hemi che ha a che fare con il flusso d’aria. Se potessi costruire il banco di flusso perfetto avrebbe un blocco corto con un pistone nel cilindro, e proverei a provare con diverse configurazioni di pistoni. Tutto questo influenza il modo in cui l’aria scorre effettivamente attraverso un motore assemblato”.

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Tra gli aspetti più complessi dello sviluppo di una nuova configurazione della testa del cilindro c’è la disposizione dei bilancieri. In questo caso Arias ha preso sul serio la qualità e l’affidabilità con i bilancieri a rulli in acciaio fuso 4340 con doppio cuscinetto a rullini e viti di regolazione del gioco H-13. I bilancieri forniscono un rapporto di 1,82:1, aspirazione, e 1,75 sullo scarico, con i bilancieri di aspirazione e scarico che viaggiano sui propri alberi alle estremità opposte delle testate. Dai bilancieri stessi, agli alberi, ai supporti e alla ferramenta di montaggio, la qualità ingegneristica e di produzione non è seconda a nessuno. In cima alla testa del cilindro, le teste di conversione Arias/Shelby sono accoppiate a coperchi di valvole alettate in alluminio con alette in fusione con respiratori, tappi di riempimento olio, guarnizioni O-ring, tubi candele e hardware¿ tutta la parte del pacchetto. I coperchi possono essere realizzati in finitura nera rugosa, lucidata ad alta lucentezza, in fibra di carbonio o in fusione.

LTR ha specificato la camma Contreras a rullo solido personalizzato come modello unico con una durata di 268 gradi a .050, e un’alzata lorda della valvola di .810 pollici, con un angolo di separazione dei lobi di 112 gradi. Trefz dice: “La camera Hemi è soggetta a flusso incrociato in sovrapposizione, quindi la durata di scarico prolungata tende a danneggiare la potenza. In caso di sovrapposizione, la miscela può soffiare fuori la valvola di scarico. Probabilmente ho mancato un po’ il segno in termini di competizione Engine Masters Challenge. Pensavo un po’ troppo a un drag racer e mi sono concentrato sulla potenza di fascia alta, piuttosto che sulle medie di fascia bassa utilizzate per segnare la competizione”. La radicale camma ad alto sollevamento è controllata da un serio set di molle di PSI, che eroga 1.010 libbre di carico aperto. I sollevatori a rulli Isky EZ Roll e le aste di spinta Manton completano il robusto pacchetto di valvolame necessario per affrontare questo tipo di sollevamento, il pesante carico di molle e i giri al minuto.

In alto, Trefz originariamente ha costruito il motore con un collettore di aspirazione in lamiera personalizzato, tuttavia la competizione AMSOIL Engine Masters Challenge richiede un collettore di aspirazione fuso. Per soddisfare questo requisito, è stato sostituito un monovolume Edelbrock Yates. Trefz ci dice: “Ho dovuto apportare una modifica dell’ultimo minuto al collettore di aspirazione fuso per rispettare le regole dell’evento, e ha sicuramente mostrato una perdita di potenza. Lo swap di aspirazione ci è costato circa 100 CV in prova, quindi è stato deludente. Con più tempo di sviluppo sul collettore, la domanda è quanti di quei cavalli avremmo potuto recuperare. Ho letteralmente fatto avvitare e testare il collettore il giorno prima di partire per l’evento, e sono rimasto deluso dalla perdita di potenza, ma ho caricato e sono andato alla gara”. L’equipaggio della LTR ha avuto un po’ di tempo per modificare leggermente l’aspirazione, riducendo la sezione trasversale con l’aggiunta di riempitivo epossidico al pavimento per migliorare la velocità, e massaggiando leggermente l’area del plenum. Un adattatore distanziatore aperto si accoppia alla flangia 4150 dell’aspirazione con un carburatore Dominator Holley 1150 modificato con BRE.

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Arrotondando la combinazione del motore, una pompa elettrica dell’acqua CRS fa circolare il liquido di raffreddamento senza pagare una tariffa in potenza, mentre un Supersmorzatore ATI è montato sul naso della manovella appena sotto per tenere sotto controllo le armoniche della manovella. L’accensione è fornita da tutti i componenti MSD, centrata su un innesco a manovella MSD micidiale e preciso che segnala un’accensione MSD Digital 7, con la bobina HVC II, il distributore ProBillet e i fili, tutti anch’essi MSD. La gestione dello scarico sono testate in acciaio inox da SPD, utilizzando tubi primari da 2 pollici e un collettore tri-Ystyle. L’estremità inferiore è sigillata da una coppa dell’olio personalizzata a lunghezza piena di Stef che contiene solo 7 quarti di olio motore sintetico AMSOIL 0-20. Come ci dice Trefz, “Ho deciso che una grande coppa dell’olio profonda avrebbe tenuto l’olio lontano dalla manovella e ho avuto l’idea di usare una grande coppa profonda a tutta lunghezza. Ho chiamato Stef per farla costruire, pensando di aver trovato qualcosa, e non appena ho iniziato a spiegare cosa volevo, hanno detto di aver già costruito una dozzina di padelle come quella per l’Engine Masters Challenge”.

Il motore ha sicuramente attirato l’attenzione di tutti i partecipanti all’AMSOIL Engine Masters Challenge 2011 solo sull’aspetto. Le teste di conversione Arias/Shelby e il blocco Shelby in alluminio hanno conferito al motore un accattivante look esotico che ne ha enfatizzato il potenziale prestazionale. Nonostante la potenza di picco assoluta che era ben inferiore rispetto alla combinazione più sviluppata che utilizzava il collettore di aspirazione in lamiera personalizzato, il 427-cube Shelby ha attraversato senza sforzo i rigori della Challenge, pur erogando una potenza di picco di 748 CV. Questa è un’uscita esotica per qualsiasi motore 427-cube a respirazione naturale.

“Si può fare un grande motore da strada da un motore da corsa, ma non si può fare un grande motore da corsa da un motore da strada”. Nick Arias Jr.

“Il tappo dei cilindri è il gioiello della combinazione, le testate Arias/Shelby”.

“Gli angoli delle valvole consentono un volume della camera molto più piccolo rispetto ai vecchi modelli Hemi”

Vedi tutte le 10 foto Per i numeri 427ci Windsor Ford

Arias Hemispherical Head ConversionBore:4.125 inchesStroke:4.00 inchesDisplacement:427 ciCompression ratio:14.4:1Camshaft:Contreras solid rollerDurata dell’albero a camme:268 gradi a .050 pollici alzata della punteriaValve lift:. 810 inchRottero rapporto:Arias rockers; 1.82/1.75:1 rapportoPistone anelli:Total SealPistone:AriasBlocco:Shelby Alluminio WindsorCrankshaft:ScatRods:CarrilloCilindro testa:Arias Windsor HemisphericalDimetro della valvola di aspirazione:2.250 polliciDimetro della valvola di scarico:1. 600 polliciCollettore di aspirazioneEdelbrockCarburatore:Holley 1.150-cfm DominatorHeader:SPD Accensione primaria da 2 pollici:MSD Digital 7 e grilletto a manovellaDamper:ATIFuel:VP Q16 Mostra AllRPMTQHP3,500445.3296.73,700485.7342.23,900509.8378.54,100529.2413.14,300540.7442.74,500543.1465. 34,700550.0492.14,900567.6529.65,100584.4567.45,300598.6604.05,500606.7635.45,700609.1661.15,900608.3683.36,100605.7703.56,300601. 9722.06,500593.6734.76,700584.3745.46,900569.3747.97,100551.5745.67,300532.1739.57,57,500516.4737.4Mostra tutto Vedi tutte le 10 foto

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