Chiedi qualsiasi cosa – dicembre 2014

Vedi tutte e 2 le fotoJeff SmithwriterNov 6, 2014

Alternative per ratti

Richard Phillips; San Luis Obispo, CA: Ho una GMC Suburban Suburban del 1988 da 34 a 454 TBI 350 auto che ha fornito un ottimo servizio sulla trasmissione originale per più di 300.000 miglia. Alla fine, dovrò ricostruire il motore e vorrei aumentare le prestazioni. Il problema è che, dato che vivo in California, le testate, la camma, l’accensione, il TBI e le testate devono soddisfare gli standard di emissione CARB. La coppia ai bassi livelli è quello che dovrei cercare. Non ho problemi a fare il lavoro, la difficoltà è come pianificare tutto questo e quali parti supereranno le emissioni. Secondo le regole, per come le intendo io, il sistema a scarico singolo deve essere mantenuto insieme ai gatti di fabbrica. Prenderei anche in considerazione un kit di fuochi d’artificio o forse un compressore in stile Paxton. Naturalmente, una trasmissione overdrive è un must. Mi sembra che questo grosso cavallo sia degno di essere salvato. Inoltre, sono sicuro di non essere l’unico a voler costruire un motore a smog solido, quindi i dettagli di Ask Anything andrebbero a beneficio di molti di noi.

Jeff Smith: Sono in completa commiserazione con te, Richard. Trattare con i requisiti del California Air Resources Board (CARB) per le parti di performance è una seccatura. Per chi non è della California, lo stato richiede un controllo biennale delle emissioni di tutte le auto del 1970 e più recenti. Se si trattasse solo di un test sniffer eseguito su un rullo del telaio carico, il test sarebbe più facile e molto meno complicato. Ma la California desidera mantenere il maggior controllo possibile guardando sotto il cofano. La mia opinione personale è che non dovrebbe importare cosa c’è sotto il cofano se le emissioni del veicolo soddisfano gli standard. Ma nonostante i ripetuti tentativi del SEMA, lo Stato non ha ancora accettato, e probabilmente non lo farà mai, la sua posizione.

È corretto che il catalizzatore o i catalizzatori di riserva devono rimanere nella loro posizione di riserva e non si possono aggiungere i catalizzatori doppi paralleli. Il mio catalogo Walker mostra un sistema a due convertitori per il vostro camion con un gatto su entrambi i lati della marmitta. Questo è qualcosa in cui non mi sono mai imbattuto prima, e anche se non sono sicuro che una marmitta ad alte prestazioni prima del secondo gatto sia legale, supporremo che una marmitta ad alte prestazioni sarà ancora permessa finché entrambi i gatti sono legali in California e non le versioni sostitutive a 49 stati che sono illegali in California.

Ci sono varie limitazioni imposte alla vostra richiesta. Mentre un 454 promette potenza, le specifiche di magazzino raccontano una storia diversa con 230 CV a 3.600 giri al minuto e 385 libbre di coppia a 1.600! Il 1988 è il primo anno per l’iniezione del corpo farfallato sui motori 454, e il corpo farfallato è piccolo e il flusso di carburante è molto limitato. È possibile aumentare la pressione del carburante e apportare alcune modifiche che aiuteranno leggermente, ma francamente sarà un lavoro difficile aumentare la potenza a causa delle limitazioni di aspirazione e scarico. Un compressore è fuori questione perché deve alimentare attraverso il TBI di serie, e questo non funzionerà. Abbiamo trovato una serie di testate di Doug che hanno un’esenzione E.O. (CARB Executive Order) che li rende smog-legali. Le intestazioni sono PN D3399Y-1 ma non sono rivestite e anche in acciaio dolce costano 547,97 dollari di Summit Racing. Anche con i collettori, bisogna comunque passare attraverso un singolo scarico da 3 pollici per gatti, che non dovrebbe essere troppo restrittivo, ma comunque non è l’ideale come un doppio scarico da 3 pollici senza i gatti. Ho anche trovato un chip per la vostra applicazione che vi aiuterà leggermente, ma anche in questo caso si tratta di cambiamenti minimi. Non c’è motivo di cambiare le testate dei cilindri o la fasatura delle camme perché il motore è limitato sul totale di aria cfm e libbre per ora di carburante dal TBI di serie. Non sono a conoscenza di alcun miglioramento del flusso d’aria del corpo farfallato che sia legale, ma Holley fa un 670-cfm di sostituzione del corpo farfallato (Holley non ne elenca uno per un 454). L’applicazione per camion 350ci (PN 502-6, 541,95 dollari, Summit Racing) sembra essere una sostituzione diretta, e si potrebbe andare avanti. Dipende da quanto diligente sia il vostro ispettore dello smog a guardare i piccoli dettagli.

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Ma prima che vi spegniamo completamente, che ne dite di un approccio leggermente diverso che è quasi garantito per migliorare la potenza, con una migliore risposta dell’acceleratore, migliori emissioni (non che vi interessi), e un miglior chilometraggio del carburante. Considerate la possibilità di passare a un motore per autocarri LS da 6.0L. Ho fatto una ricerca su alcuni pacchetti di potenza di base e sul motore per autocarri in ferro 6.0L versione LQ9, che ha un rapporto di compressione più alto rispetto alla versione LQ4. È stato offerto in diverse potenze in termini di potenza attraverso la sua corsa di produzione, ma la versione più semplice è di 300 CV a 5.200 giri/min con 360 libbre di coppia a 4.000 giri/min. I motori attuali sono valutati in modo più conservativo rispetto allo standard utilizzato nel 1988, ma anche se i numeri fossero direttamente confrontabili, si tratta di una potenza radicalmente superiore rispetto ai 230 CV di serie, con all’incirca la stessa coppia di un motore di cilindrata più piccola con un chilometraggio e una guidabilità molto migliori. Suggerirei di utilizzare un pacchetto completo di motore e trasmissione, anche con il cablaggio e il computer. Prenderei anche in considerazione la possibilità di trovare un motore da 6.0L che utilizzi il cambio automatico 4L80E per impieghi gravosi piuttosto che il più comune 4L60E/4L65E. Il 4L80E è una versione overdrive della trasmissione TH400 ed è molto resistente e in grado di sopportare un aumento del carico di traino, che suppongo sia quello che fa il vostro Suburban. Sarà anche più facile se il nuovo motore utilizzerà un cavo dell’acceleratore piuttosto che un acceleratore elettronico. Ho cercato sul sito web di LKQ e ho trovato un paio di motori da 6.0L del 2001 per circa 1.500 dollari, ma mi aspetto di pagare di più per il cablaggio e la trasmissione.

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Poiché questa è la California, sarà necessario far ispezionare il vostro camion per la conversione. Questo significa anche che dovrete aggiornare il sistema di consegna del carburante e dovrete includere l’intero convertitore catalitico e il sistema di scarico del motore da 6.0L di serie. Dovrete acquistare una nuova marmitta catalitica perché gli sfasciacarrozze non possono vendere marmitte catalitiche usate.

Questo è più lavoro di quanto inizialmente previsto, ma se il mio obiettivo era una maggiore potenza e un chilometraggio migliore, questa è la strada che avrei preso, piuttosto che cercare di rendere più efficiente un vecchio e pesante motore 454.

Maggiori informazioni

LKQ Auto Parts; 877/577-2677; LKQcorp.com

Una domanda quadrupla

Ramon Duvernay; Washington, D.C.: Ho una strada costruita / striscia W41 Quad 4 con compressione 11:1 (un punto pieno sopra lo stock). Ho ricevuto un’e-mail da un mio amico che corre con lo stesso motore, ma il rapporto di compressione è di 13:1 e utilizza gas da gara Sunoco a 110 ottani. Sul banco, il suo motore ha ottenuto il massimo della potenza a 24 gradi di fasatura totale. In base a questo, quanto anticipo dovrei correre per il mio motore a 93 ottani per strada e per la differenza di compressione (il suo 13:1 rispetto al mio 11:1)? La camma è una versione W41 di serie con 219 gradi a 0,050 con 0,410 pollici di sollevamento. Grazie!

Jeff Smith: Questa è una grande domanda; la risposta è tutt’altro che semplice, ma è intensamente interessante se sei un appassionato di motori. Nonostante il fatto che si tratti di un quattro cilindri a 16 valvole, ci sono molteplici variabili che si combinano per creare la pressione del cilindro, che influisce direttamente sulla potenza e sulla quantità di tempo della scintilla e di ottano del carburante necessari per tenere il motore fuori dalla detonazione.

Un motore crea la sua migliore efficienza volumetrica alla massima coppia. A regimi del motore inferiori a questo punto, il motore non ha una velocità dell’aria in entrata adeguata per riempire il cilindro, mentre regimi più elevati riducono il tempo disponibile per riempire il cilindro anche con una velocità dell’aria in entrata ottimale. È alla coppia massima che si raggiunge il picco di pressione del cilindro, quindi è qui che il motore molto probabilmente esploderà.

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Iniziamo con alcune delle variabili che includono, ma non sono limitate a, il rapporto di compressione statica, la fasatura della camma, la forma della camera di combustione, l’efficienza di estinzione, la posizione della candela, il numero di ottani del carburante, il rapporto aria/benzina, la temperatura dell’aria in ingresso e almeno una dozzina di altri fattori esoterici come la dimensione della goccia di carburante e il movimento della miscela nel cilindro. Vent’anni fa, sarebbe stato considerato impossibile far funzionare un motore stradale con una fasatura a camme corta a compressione statica 11:1. Oggi, invece, il nuovo motore Chevrolet LT1 a iniezione diretta ha un rapporto di compressione statica di 11,5:1. Anche il motore LS3 a iniezione non diretta utilizza un rapporto di compressione statico di 10,7:1. Come è possibile? La forma a camera di combustione ha molto a che fare con questo. Nel caso del Quad 4, la camera a pentro di forma pentagonale tende ad aiutare l’efficienza della combustione posizionando la candela al centro della camera, invece di essere spenta da un lato come nei motori a cuneo. Posizionando la candela in posizione centrale, il fronte della fiamma ha una distanza più breve da percorrere e, di conseguenza, il processo richiede meno tempo per ottenere la massima pressione del cilindro a circa 15 gradi ATDC. Questo è l’obiettivo perché la pressione massima del cilindro appena oltre il TDC esercita la massima leva sull’albero a gomiti.

Vale anche la pena di notare che quanto più efficiente è il completamento del ciclo di combustione, tanto minore è la fasatura di accensione necessaria per produrre la coppia massima. Quindi un modo per valutare quanto bene il motore sta bruciando il carburante è quello di guardare alla fasatura totale dell’accensione. Negli anni ’60, quando i motori avevano camere di combustione grandi, profonde e inefficienti e pistoni a grande cupola, era comune mettere fino a 40-44 gradi di fasatura per ottenere la migliore potenza. Oggi i motori dei modelli più recenti, come la Ford Modular, la Chrysler Hemi o i motori V8 LS V8 della GM, funzionano tutti con un numero di fasatura totale inferiore a 30 gradi. Questo indica che il processo di combustione è più efficiente. Inoltre, una maggiore quantità di piombo di accensione crea un lavoro negativo dove il pistone deve lavorare contro la pressione del cilindro nella camera prima di arrivare al TDC. Il lavoro negativo è spesso mascherato quando la fasatura aggiunta crea più potenza, ma il lavoro negativo è ancora lì. Questa è un’altra ragione per cui la minore quantità di fasatura che crea più potenza è sempre la combinazione ideale.

So che non abbiamo ancora risposto alla domanda di Ramon, ma resta con noi. Un rapporto di compressione statico viene calcolato utilizzando l’intera lunghezza della corsa, ma sappiamo tutti che la pressione del cilindro non inizierà a crescere fino alla chiusura della valvola di aspirazione. Ciò significa che il punto di chiusura della valvola di aspirazione è fondamentale per creare quella che viene comunemente chiamata compressione dinamica. Le variabili includono l’alesaggio, la corsa, la lunghezza dello stelo (che posiziona accuratamente il pistone nell’alesaggio) e, ovviamente, il punto di chiusura della valvola di aspirazione. Questo entra in una matematica piuttosto inebriante, ma per fortuna, KB Pistons ha creato un semplice calcolatore del rapporto di compressione dinamica (lo trovate su UEMpistons.com). Gli ingressi sono indicati sopra. Il punto di chiusura dell’ingresso (IC) è calcolato utilizzando l’IC a 0,050 più 15 gradi per stimare il vero IC. Questo non è sempre accurato al 100%, ma sarà abbastanza vicino da produrre un risultato utilizzabile.

Cominciamo a calcolare alcuni motori che abbiamo testato in passato per darci un’idea del rapporto di compressione dinamica. Per esempio, il piccolo blocco 400ci che ho costruito nel numero di dicembre 2012 di Car Craft (“Big Hammer Power”) ha una coppia di 501 lb-ft e 466 cv con teste Vortec di serie, una camma Thumpr Motha’ e una compressione 10,2:1 sul gas della pompa. Ho fatto funzionare quella combinazione di motori attraverso il programma del rapporto di compressione dinamica di Icon, e ha fornito una compressione dinamica 6,96:1. Di per sé, questo non significa molto se non lo confrontiamo con altri motori. Successivamente, ho collegato Car Craft ‘s Blue Collar 460ci Big-Block Chevy con una compressione statica di circa 11,75:1 con la sua camma meccanica a lamelle piatte, ed è stato calcolato per avere una compressione dinamica di 7,64:1. In un test al banco prova effettuato da John McGann nel numero di agosto 2014 (“Costruisci un Big-Block da 600 CV”), quel motore funzionava a gas con pompa a 91 ottani, ma hanno dovuto riportare la fasatura a 28 gradi per evitare che si scuotasse. Ha perso 46 CV e 33 libbre di coppia contro il gas da corsa a 110 ottani, ma almeno mette questa discussione in prospettiva.

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Ho parlato con il nostro amico Norm Brandes, che gestisce l’altro Westech a Silver Lake, Wisconsin. Norm è un tipo piuttosto acuto quando si tratta di tecnologia dei motori. Ha sperimentato la costruzione di motori a 93 ottani, a pompa e a gas, con rapporti di compressione statica da 11,5 a 12,0:1. Dice che questi motori producono una buona potenza e non esplodono su gas a pompa a 93 ottani quando il rapporto di compressione dinamica è pari o inferiore a 8,6:1, che è sostanzialmente superiore a tutti i motori stradali che ho costruito. Penso che abbia capito qualcosa, e voglio costruire un motore che possa replicare quello che ha prodotto. Naturalmente, stiamo parlando di motori costruiti in modo professionale, con aree di raffreddamento strette, camere moderne, spazi ristretti, una curva di anticipo dell’accensione correttamente tarata, temperature ragionevoli dell’aria in ingresso e almeno qualche altra dozzina di variabili.

Infine, diamo un’occhiata al piccolo Quad 4 di Ramon. Ci sono un paio di variabili che ho dovuto stimare, ma con la compressione statica 11:1, il programma del Dynamic Compression Ratio di Icon richiede il rapporto di compressione statica più la lunghezza dell’asta e il punto di chiusura dell’aspirazione (IC). La maggior parte delle schede a camme specifica l’IC a 0.050 pollici, quindi stimeremo il vero punto di chiusura della valvola aggiungendo 15 gradi. Dal momento che abbiamo solo la durata a 0,050 pollici di alzata della punteria (219 gradi), ho stimato la durata pubblicizzata a 264 gradi, e da questo possiamo calcolare l’IC entro forse un fattore di errore di 2 gradi. Inserendo tutti i numeri nel programma di Icon si è prodotto un rapporto di compressione dinamica di 8,9:1, che è leggermente superiore alla stima di Norm di 8,6:1.

È difficile stimare la quantità di piombo di accensione di cui il motore avrebbe bisogno sulla base delle limitate cose che conosciamo. Ma alcuni indizi sono incoraggianti. Ramon ha detto che il motore 13:1 del suo amico aveva bisogno solo di 24 gradi di anticipo totale sul carburante a 110 ottani. Questo è un bene, perché indica uno spazio di combustione efficiente. Dato che il motore di Ramon funziona 2 punti in meno di compressione statica, è possibile che 24 gradi di avanzamento totale possano funzionare con il carburante a 93 ottani, dato che il rapporto di compressione dinamica è molto vicino al numero preferito da Norm. Suggerirei di ritardare la fasatura di 23 gradi alla coppia massima per avviare e vedere se il motore funziona bene e non fa rumore. Se il motore non lo fa, aggiungere altri 2 gradi e vedere se la potenza migliora. Se così fosse, aggiungete più fasatura fino a raggiungere la massima potenza. Questo è esattamente il modo in cui eseguiamo le valutazioni della curva di fasatura sul banco prova del motore. Il motore vi dirà cosa vuole se vi limiterete a prestare attenzione ai risultati.

Questo dovrebbe davvero portarci a una storia su quanta compressione statica possiamo creare e ancora funzionare con benzina da 91 a 93 ottani. Ho un sacco di altre idee, ma le conserveremo per un test al banco di prova se ci sarà abbastanza interesse da parte dei lettori. Fateci sapere cosa ne pensate.

Maggiori informazioni

Comp Cams; 800/999-0853; CompCams.com

United Engine and Machine (icona); 800/648-7970; UEMpistons.com

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