Costruire un miglior Bow Tie, Parte V: Installazione del sistema di scarico

L’estenuante Home Stretch

Vedi tutte le 27 fotoChris SheltonwriterApr 28, 2014

La Stovebolt Saga è tornata per un sistema di scarico adeguato. Qualsiasi vecchio impianto di scarico avrebbe potuto piegare un sistema funzionante in un pomeriggio, ma pensiamo che questa applicazione giustifichi qualcosa di più.

E’ soprattutto a causa del motore. È un sano esempio di una Chevrolet sei cilindri pre ’64, alias Stovebolt. Questi motori non sono davvero diversi da tutti gli altri, ma le loro dimensioni relativamente piccole sottolineano l’importanza di preservare quanta più potenza possibile. In termini di scarico ciò significa costruire un sistema con tubi di dimensioni appena sufficienti a gestire il volume del motore a velocità elevate ma abbastanza piccoli da generare la velocità di costruzione della coppia a basse velocità. È un atto di bilanciamento che da tempo immemorabile mette a dura prova i costruttori.

È anche qualcosa di funzionalmente impossibile da ottenere con tubi piegati con mezzi convenzionali. Le piegatrici a pressione nei negozi di gas di scarico e anche le piegatrici di tubi di fantasia nei negozi di telai fondamentalmente schiacciano il tubo in un ovale attraverso la curva. A parità di circonferenza, un ovale ha meno superficie di un cerchio. Questo limita il flusso con conseguenze prevedibili. Aumentando le dimensioni del tubo per compensare le curve si ucciderebbe la velocità del gas attraverso i tratti rettilinei, il che lascerebbe la coppia sgocciolare pigramente fuori dal tubo di scappamento.

La soluzione è una curva a mandrino. Una piegatrice a mandrino assomiglia alle piegatrici per tubi nei negozi di telai, ma ha un dado che sostiene l’interno del tubo in modo che rimanga rotondo.

Purtroppo, i veri piegatori a mandrino sono esclusivamente strumenti dell’industria pesante. Fortunatamente le aziende come Patriot Exhaust Products vendono segmenti di tubi piegati a mandrino. Dato che i tubi rimangono rotondi in tutti i punti, possono essere tagliati e assemblati in rettilinei o altre curve in quasi innumerevoli combinazioni. Leggete la voce “Come tagliare le curvature a mandrino” in questo articolo per imparare un modo per farlo.

Mettere insieme un sistema da curve a mandrino costa più tempo e denaro, ma i vantaggi sono significativi. Chiunque abbia una sega, una smerigliatrice e un saldatore può farlo. E un sistema costruito con segmenti di piegatura a mandrino può potenzialmente adattarsi molto meglio di un sistema piegato a pressione.

Perché non una Y?

L’intestazione di questo motore ci ha ispirato a pensare in modo creativo. Divide sei tubi in due collettori, il che tecnicamente non è così efficiente come l’instradamento di tutti i tubi in uno solo. In termini davvero rudimentali un collettore dà a ciascun cilindro il vantaggio di pompare la sua carica in un flusso a bassa pressione e ad alta velocità generato dall’evento di scarico che lo ha preceduto.

La fusione dei tubi di due collettori in un unico tubo più grande (un tubo a Y) consente di ottenere gran parte del vantaggio di far passare tutti i tubi di testata in un unico collettore. In effetti, questo è ciò che la maggior parte dei costruttori di veicoli ha fatto per anni per costruire una coppia adatta alla strada con motori V-8.

Alcuni calcoli davvero elementari indicavano che due tubi primari con un ID da 1 7/8 di pollice che alimentano un singolo tubo con un ID da 2 1/4 di pollice avrebbero fluito a sufficienza ma avrebbero comunque costruito una velocità discreta. Ipotizzando uno spessore di parete di 16 gauge, si tratta di due tubi primari da 2 pollici e un tubo principale da 2 3/8 pollici.

Ma c’è un difetto con quel diametro del tubo secondario. Un tubo di 2 3/8 pollici di diametro è abbastanza difficile da trovare, indipendentemente dallo spessore della parete. Tubi più grandi come questo possono anche fare un drone Stovebolt come una barca o un trattore. È anche più probabile che inducano una risonanza interna. Per lo meno i tubi di grandi dimensioni privano gli Stovebolt della loro caratteristica rap di scarico, che, per alcuni, è una ragione sufficiente per sopportare un motore così antiquato.

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1. Le intestazioni in questa applicazione scaricare direttamente verso il basso, ma perché i tubi devono andare dritto indietro Marshall Woolery tagliare un 2-inch-diametro di 2 pollici di diametro U-piegatura per fare due gomiti a 90 gradi. Fare riferimento alla barra laterale a pagina 30 per imparare a tagliare i tubi in modo corretto.

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2. 2. I gomiti scivolano nelle flange che si avvitano alla testata. Sembrano posti a diverse altezze, ma sono pari. Tuttavia, per un motivo, puntano in direzioni leggermente diverse.

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3. Ecco perché i tubi puntano in due direzioni: i collettori si allineano in direzione dei tubi. Così Woolery lascia che quello posteriore (a sinistra) punti dritto indietro, mentre quello anteriore punta qualche grado verso il lato passeggero.

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4. Poiché il tubo posteriore può tornare dritto all’angolo di montaggio del motore, Woolery vi ha semplicemente collegato un tubo dritto e ha segnato i punti di montaggio. Tecnicamente avrebbe potuto fissare il tubo in posizione, ma per il momento lo ha lasciato libero.

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5. L’altro tubo richiede un po’ di finezza. Ha bisogno di una leggera curva per raddrizzarlo. La lana ha misurato l’offset e ha tagliato un pezzo leggermente più lungo del necessario. Anche in questo caso, fare riferimento alla barra laterale per imparare a tagliare le curve in modo corretto.

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6. Woolery ha tagliato il pezzo lungo in modo da poterlo tagliare fino a quando il secondo tubo è atterrato a circa 3/4 di pollice di distanza dal primo. Gli spazi vuoti nel raggio interno indicano che questo tubo ha bisogno di essere tagliato un po ‘di più per mantenere la distanza di 3/4 di pollice tra i tubi.

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7. Poiché i pluviali girano ad angoli di 90 gradi, la prima parte dello scarico segue l’angolo di montaggio del motore. Per livellare i tubi Woolery tagliare un’altra curva. Il dispositivo nella barra laterale mostra come segnare un tubo tagliato con un angolo piuttosto preciso.

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8. Qui è dove i due tubi si sono uniti alla saldatura.

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9. 9. Tagliare e ruotare una curva di 180 gradi per creare offset rettilinei di varie quantità. È possibile farlo a distanza. Per prima cosa determinare lo scostamento richiesto e la metà di tale cifra. Segnare ogni tubo dove la sua linea mediana si alza o si abbassa di quella quantità. Poi tracciate una linea attraverso quel segno lungo la linea centrale del raggio.

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10. È possibile calcolare l’offset per angolo anche se si conosce il raggio di curvatura. Un 180 tagliato in due 90 creerà un offset pari al raggio della curva, in questo caso 3 pollici. Il tubo necessario per salire di 2 1/2 pollici e mezzo o l’83% di 3 pollici. Bene l’83 per cento di 90 gradi va a 75 gradi. Così Woolery ha tagliato entrambi i tubi a 75 gradi per creare il suo offset di 2 1/2 pollici e mezzo. Si noti che questo scatto mostra la X allegata.

Il fattore X

Anche se tecnicamente compromesse, le testate divise offrono un’opzione costruttiva che una testata a collettore singolo non è in grado di offrire: possiamo eseguire un X-Pipe.

Un X-Pipe combina i pluviali di entrambi i collettori in una sorta di collettore e poi li divide nuovamente in due tubi di scarico. Il diametro più piccolo del collettore aumenta brevemente la velocità di ogni carica di scarico, il che riduce la pressione dinamica in quel punto. Questo, come il collettore del collettore di testa, dà ad ogni carica di scarico un posto a bassa pressione/alta velocità. Da lì i gas di scarico che normalmente viaggiano lungo un tubo hanno la possibilità di passare attraverso entrambi i tubi di scarico. Il progetto dà al motore la migliore possibilità di costruire potenza in un ampio intervallo di velocità, cosa che ha fatto sì che i costruttori di NASCAR lo adottassero. E questo va davvero a vantaggio dei motori più piccoli che non possono permettersi di risparmiare energia.

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Per quanto attraente sia il guadagno di potenza, è quasi secondario rispetto ad un altro motivo: tubi di scarico più piccoli. Al motore non interessa l’aspetto dello scarico a valle della X, purché mantenga la giusta combinazione di volume e velocità. Il diametro interno di 2 1/4 di pollice del tubo che abbiamo calcolato ha 4 pollici quadrati di superficie interna. Una coppia di tubi da 1 5/8 pollici di diametro interno (16 tubi OD da 1 3/4 di pollice) ha 4,15 pollici quadrati di area, che è abbastanza vicino per i nostri scopi. Sì, questo significa che i tubi si collocano dopo la X, ma ricordate che la X dà ad ogni evento di scarico la possibilità di passare attraverso entrambi i tubi piuttosto che uno solo.

La maggior parte dei fornitori, compreso Patriot, ha curve in tutte queste dimensioni. E poiché i due tubi sono piccoli, impediranno a questo fornello di suonare come un vitello malato di cuore. Per il bene o il male la X diminuirà anche il crepitio che i catenacci sono inclini a fare quando sono divisi in due piccole pipe.

Purtroppo, gli X-Pipes per motori più piccoli e meno potenti come questo non esistono per mancanza di domanda. Questo significa che abbiamo dovuto costruire i nostri. Ma non è per niente difficile. Infatti, costruire la propria X dà a uno scarico il potenziale per adattarsi a un’auto come un guanto.

Ci è voluta un po’ di riflessione, ma abbiamo raggiunto i nostri obiettivi senza sacrificare il potere o il suono, anche se non abbiamo la possibilità di dimostrare il suono qui! Quindi dovrete crederci sulla parola: i sistemi di scarico piegati a mandrino e gli X-Pipes offrono vantaggi che vanno oltre il diritto di vantarsi.

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11. Woolery ha costruito la X segnando prima due curve a U di 2 pollici perpendicolari al loro raggio. Ha riportato le linee alla linea centrale del tubo.

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12. Poi tracciò altre linee su ogni lato dell’area al punto di 45 gradi. Poi ha tagliato lungo quelle linee.

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13. La rotazione di queste estremità tagliate di 180 gradi trasforma una curva a U in un rettilineo con una corsa.

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14. A questo punto non è stato necessario, ma Woolery ha saldato una gamba di ogni sezione di jogging prima di tagliare lungo la linea perpendicolare all’asse del tubo.

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15. Le curve a U modificate si incontrano ai lati tagliati in questo modo. A questo punto ha saldato le metà per formare il nucleo dell’X-Pipe.

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16. Dopo che Woolery ha saldato il secondo set di gambe all’altro lato dell’X-Pipe, ha sollevato il gruppo finito e lo ha saldato ai tubi di discesa. Finora tutte le foto mostrano la parte anteriore dell’auto a destra, ma questa la mostra a sinistra.

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17. Volevamo un suono tradizionale, così abbiamo scelto le marmitte tradizionali: Patriot’s Smithys. Abbiamo costruito la X da 2 pollici per adattarsi agli ingressi della Smithy e abbiamo stretto le uscite per adattarsi ai tubi più piccoli da 1 3/4 di pollice. Abbiamo progettato il sistema intorno alle casse più lunghe da 26 pollici in modo da poter andare più corte se necessario.

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18. I tubi di uscita sono piacevolmente semplici. La lana ha tagliato una curva a U a metà per creare la salita e il ritorno. Ha tagliato le gambe da un’altra curva a U per creare l’arco. Ha saldato il tubo insieme in modo rettilineo.

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19. Il tubo più vicino alla linea centrale della macchina cancella tutto perfettamente, da qui il colpo dritto. Quello all’esterno avrebbe colpito il corpo dell’ammortizzatore, così Woolery lo ha compensato un po’.

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20. L’offset era semplice: Woolery l’ha appena scavalcato abbastanza per cancellare. Questo ha avvicinato i tubi di scappamento, uno sguardo che molti appassionati di sei cilindri hanno abbracciato in passato per distinguere le loro auto dalle macchine con motore V8. In primo piano c’è il lato marmitta.

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21. La lana si è poi sollevata e ha allineato i tubi di scappamento. Ha regolato la distanza tra i tubi nello stesso modo in cui ha usato nella parte anteriore: fissandoli insieme con un compensato da 3/4 di pollice tra di loro. Saldò le linguette tra i tubi per mantenerne l’allineamento.

Come tagliare le piegature dei mandrini

È facile costruire un sistema a partire da curve a mandrino, ma non è a prova di idiota. Richiede l’adesione dogmatica a una sola tecnica. Per fortuna è semplice.

A meno che non stiate intenzionalmente infrangendo le regole (cosa rara), allora tagliate sempre i tubi perpendicolari (90 gradi) alla loro linea mediana. Allora l’estremità tagliata emergerà perfettamente rotonda e corrisponderà alla curvatura di qualsiasi altro tubo tagliato perpendicolarmente alla sua linea mediana sia dritta che piegata.

È abbastanza facile tracciare una linea perpendicolare su un tubo dritto: basta appoggiare una testa quadrata combinata sul tubo e disegnare lungo il righello. Ma questo non è possibile in una curva. In questi casi dobbiamo fare riferimento alla linea centrale del raggio. La linea di mezzeria del raggio rappresenta la linea dal punto centrale del raggio come tracciata attraverso il tubo.

Ci sono diversi modi per farlo, ma un modello rende la vita molto più facile. Ci vuole una tavola, un compasso, un quadrato, un goniometro, una matita, un chiodo e una lunghezza di corda. Una dima può essere utilizzata per più diametri e raggi di tubo. Basta disegnare i punti di riferimento appropriati per la dimensione di ogni tubo.

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22. Alla fine ha bloccato il sistema e l’ha appeso. Molti appassionati scartano i semplici ganci per lo scarico, ma isolano bene il sistema dal resto dell’auto, lasciano che i tubi caldi si espandano con il calore e durano per anni senza alcuna manutenzione.

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23. Questo è l’aspetto del sistema senza le flange di testata. Woolery lo ha inviato a Don Meth alla Show Quality Metal Finishing per la placcatura flash come si è visto nel primo scatto. Anche se non così resistente come la ceramica, costa molto meno e sembra che sia stata strappata da una vecchia rivista.

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24. 24. Colpite gli assi X e Y su una tavola e aggiungete i segni a 15, 30, 45 e 60 (in figura) o meglio ancora stampate una bussola e incollatela alla tavola. Disegnare un cerchio della dimensione del raggio interno della curva. Aprire un chiodo corto nel punto centrale e legare una corda intorno ad esso. Le linee parallele rendono l’allineamento più semplice.

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25. 25. Allineare il tubo sulle linee parallele e circolare, tirare la corda sul tubo fino all’angolo desiderato e tracciare la linea. Ricordarsi di tagliare sul lato della linea più vicino alla corda.

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26. Segnate bene il tubo e la sua estremità tagliata emergerà proprio così, perfettamente rotonda e pronta a incontrare un altro tubo ad ogni angolo. Non può essere più facile di così!

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