Costruire un motore a cuneo da corsa 572 – 4,5 x 4,5 = 572

Che ne dite di 572 ci di cuneo a testa d’India sormontato da due dominatori su un tunnel-ram!

Vedi tutte le 20 fotoDave YoungwriterAug 18, 2006

Abbiamo tutti sentito gli acronimi popolari, “trovato sulla strada morto” o “riparare o riparare ogni giorno”, che usiamo per prendere in giro i colleghi appassionati che hanno scelto di costruire il ferro di marca X. Qui alla Mopar Muscle, però, crediamo fermamente nell’adagio secondo il quale Mopar è l’adagio che sta per “massivamente sopraffatto” e “corsa”. E se i ragazzi della Ford o della Chevy vogliono discutere di questo detto saremo felici di incontrarli in pista; siamo lì ogni fine settimana.

Così, quando Rich Yates di Leesburg, in Florida, si è avvicinato a noi con il progetto di costruire un cuneo di 572ci per la sua Duster del ’71, ci siamo subito interessati. Ancora più eccitante per noi è stato il fatto che Rich volesse utilizzare alcuni componenti di trucco, come i bilancieri Jesel e un sistema di cronometraggio a cinghia regolabile Jesel. Il motore sarà anche sormontato da una presa d’aria a tunnel in lamiera di produzione Hensley con doppio carburatore Dominator, quindi il potenziale di potenza ha davvero catturato la nostra attenzione. In realtà, la nostra unica esitazione è stata la sensazione che potremmo essere in grado di ottenere più potenza da questo motore di quanta ne possa derivare dal telaio posteriore del Duster. Ma ehi, troppa potenza è una buona cosa, giusto? Possiamo sempre apportare migliorie al telaio in caso di necessità, quindi abbiamo deciso di costruire quanta più potenza possibile con questo motore e di lasciare le regolazioni del telaio per il futuro.

Ogni volta che si contempla la costruzione di un motore è necessario definire chiaramente i propri obiettivi. Rich gareggia il suo Duster nella classe Super-Pro ogni fine settimana, a volte anche due volte in un fine settimana, quindi la resistenza è una componente fondamentale per questa costruzione. Inoltre, essere l’auto più veloce in una gara di staffetta non solo offre il vantaggio di essere la seconda auto con la possibilità di passare col rosso (il primo semaforo rosso perde), ma assicura anche che una volta che un’auto più lenta viene catturata nella parte alta della pista, avrete il potere di pedalare l’auto e di stare davanti al vostro avversario per vincere la gara. Per questo motivo, vogliamo costruire quanta più potenza possibile da questa combinazione senza sacrificare l’affidabilità. Il motore precedente di Rich era un cuneo da 540ci che produceva quasi 900 CV, quindi pensiamo che i centimetri cubi in più e la portata delle teste Indy 572-13 dovrebbero portarci facilmente nella fascia di potenza da media a alta-900 CV. Con questo tipo di potenza e una tonnellata di coppia, l’unico problema che prevediamo è legato alla trazione. Il nostro Duster è stato retro-alzato per fare spazio a slick di 16 pollici di larghezza, e irrigidito con una gabbia completa e connettori del telaio, ma la trazione può ancora essere un problema per questa combinazione. La nostra unica grazia di risparmio è la capacità di regolazione offerta dalle nostre sospensioni posteriori a quattro maglie, dalla barra di impennamento e dai doppi ammortizzatori regolabili anteriori e posteriori. Su una pista marginale potremmo avere ancora problemi di aggancio, ma ehi, questo è un sottoprodotto della potenza che questo 572 farà, quindi in nome dei bassi tempi morti, ce ne occuperemo.

Il motore 572ci è diventato un punto fermo per i drag racers che utilizzano tutte le marche di attrezzature, e Mopar non fa eccezione. L’alesaggio di 4,5 pollici e la corsa di 4,5 pollici rendono la combinazione potente e durevole, ideale per una vettura con staffa veloce e costante. La costruzione di un big-block Mopar 572ci Mopar, tuttavia, non è un compito che può essere realizzato con parti di fabbrica. Nessuno dei big-block di produzione Chrysler ha la spaziatura del foro per accogliere i fori da 4,5 pollici necessari per questa costruzione, né un blocco di fabbrica resisterà alla potenza di un 572ci, per cui per questa costruzione è stato scelto un mega-block Mopar Performance Siamese con foro siamese. Un albero a gomiti Callies da 4,5″ a corsa 4,5″ sarà usato insieme alle bielle in alluminio BME da 7,125″ collegate a pistoni piatti forgiati Ross. L’altezza del ponte sarà il più vicino possibile alla sommità del cilindro, ottenendo un rapporto di compressione finale vicino a 14,07:1 (vedi la barra laterale sul calcolo del rapporto di compressione). Questo motore girerà a più di 7.500 giri al minuto, per cui è obbligatorio bilanciare accuratamente il gruppo rotante. Kevin Willis della Auto Performance Engines di Auburndale, Florida, si è occupato del lavoro di equilibratura per noi, oltre ad eseguire il resto del lavoro della macchina per questo progetto. Ricordate che una lavorazione accurata è la chiave per la vita di qualsiasi motore ad alte prestazioni, sia che si tratti di un motore da strada o da striscia. Questa combinazione utilizza alcune parti piuttosto costose, quindi spenderemo il denaro extra per un accurato lavoro di equilibratura piuttosto che rischiare di distruggere il nostro motore ad alto rendimento a causa di un problema di squilibrio.

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Mentre i nostri pezzi erano alla Auto Performance Engines, abbiamo anche fatto alesare e affinare il nostro blocco con piastre di torsione Kevin, oltre a tagliare le nostre nuove teste Indy per gli O-ring. Se non si ha familiarità con la sigillatura delle camere di combustione utilizzando il metodo degli O-ring, il concetto è abbastanza facile da capire. Una piccola scanalatura viene tagliata sia nel blocco che nella testa del cilindro attorno ad ogni camera di combustione dove la guarnizione della testa sigilla. Un pezzo di filo di sicurezza in acciaio inossidabile per l’aviazione viene poi inserito in una delle scanalature (di solito quella della testa) per formare l’O-ring. L’altra scanalatura è chiamata la scanalatura del ricevitore e dà alla guarnizione della testa un posto dove andare quando la testa viene serrata sul blocco. Questo metodo richiede una guarnizione della testa in rame ed elimina virtualmente qualsiasi perdita dalla camera di combustione intorno alla superficie di tenuta della guarnizione della testa. Questo metodo funziona eccezionalmente bene nei motori in cui le pressioni dei cilindri sono molto più alte del normale, come ad esempio le applicazioni ad alta compressione, ossido di azoto, turbo e sovralimentato. Il nostro motore sarà normalmente aspirato, ma è a compressione relativamente alta, quindi vedremo un beneficio dagli O-ring, ma, cosa più importante, avremo la possibilità di aggiungere protossido di azoto in un secondo momento senza preoccuparci di far saltare una guarnizione della testa.

Quando si è trattato di scegliere la testa del cilindro per questo motore, non c’erano davvero molte scelte. Abbiamo preso in considerazione la possibilità di mantenere le teste Indy 440-1 che superano il nostro motore da 540 pollici, ma ritenevamo che avrebbero limitato la potenza di questo motore di queste dimensioni. Anche le testate originali B-1 di Brodix ci hanno attraversato la mente, ma il nostro tunnel-ram è stato progettato per le testate Indy, e una riprogettazione o una nuova aspirazione avrebbe avuto un costo proibitivo e non aveva senso. La scelta logica per questo motore si è rivelata essere la testa di cilindro 572-13 della Indy. Le unità CNC Indy 572-13 offrono un volume di aspirazione di 385cc, che è quasi ideale per il nostro motore di cilindrata piuttosto grande in un’applicazione di drag racing ad alto numero di giri. Anche la grande aspirazione da 2,30 pollici e le valvole di scarico da 1,88 pollici in queste testate sono vantaggiose per la potenza. Le camere di combustione da 78 cc e i numeri di flusso nella gamma di 400 cfm si sommano ad una testata che non solo alimenterà la nostra 572, ma supporterà anche un motore di cilindrata più grande se sceglieremo di migliorare ancora di più in futuro. Considerate sempre ciò che il futuro riserva al vostro veicolo quando fate le vostre selezioni di parti di ricambio. Avremmo potuto usare le teste 440-1 che già avevamo per questa costruzione e avremmo potuto ottenere una potenza rispettabile, forse anche pari a quella delle 572-13, ma Rich ha menzionato l’upgrade a un enorme motore da 622 pollici entro l’anno, quindi le 572 sono state la scelta logica. Queste teste non sono però prive di bagaglio, dato che per farle funzionare devono essere utilizzati i costosi bilancieri Jesel e un sistema di lubrificazione esterna a barra spruzzata per il treno valvole superiore. La buona notizia è che, anche se si deve pagare un premio, le Jesel sono praticamente indistruttibili e manterranno un’accurata fasatura delle valvole per tutta la vita del motore.

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La scelta dell’albero a camme per un motore da corsa come questo non deve essere presa alla leggera. Una scelta impropria dell’albero a camme o una fasatura impropria dell’albero a camme può portare a risultati non impressionanti, quindi abbiamo fatto le nostre ricerche con attenzione e abbiamo consultato sia Indy Cylinder Head che Hensley Performance prima di fare la nostra scelta. Una solida camma a rulli sarebbe stata obbligatoria per questo motore da corsa ad alto numero di giri in modo che una parte della decisione fosse facile, tuttavia, decidere sulle specifiche richiedeva una certa riflessione. I motori da corsa a trascinamento come questo funzionano solo a un numero di giri relativamente alto quando si effettua un passaggio in pista. Questa macchina ha un convertitore di stallo a 5.500 giri/min e viene lanciata a 4.600 giri/min, quindi la scelta di una camma che fa una potenza inferiore ai 4.500 giri/min limiterebbe la potenza di fascia alta e non ha senso. I nostri punti di cambio saranno nell’area di 7.500 giri al minuto, e gireremo intorno agli 8.000 giri al minuto quando passeremo attraverso le trappole nel quarto di miglio, quindi, ancora una volta, un albero a camme che renda una buona potenza di fascia alta è obbligatorio. I motori di grossa cilindrata richiedono un’ampia separazione dei lobi per un corretto funzionamento ad alto numero di giri; l’ideale sarebbe cercare un albero a camme con 112 gradi di separazione dei lobi. La nostra ricerca ci ha portato ad un albero a camme a rulli solidi rettificati su misura prodotto da Cam Motion. Questa camma presenta la separazione dei lobi a 112 gradi che cercavamo e offre un numero di sollevamento di .720 sull’aspirazione e di .676 sullo scarico. La durata a 0,050 pollici di alzata della valvola è di 284 gradi in aspirazione e 303 gradi sul lato dello scarico. La lunga durata dello scarico, combinata con circa 70 gradi di sovrapposizione delle valvole, sarà di grande aiuto per lo scavenging dei cilindri e dovrebbe fornire una buona potenza di picco e ampie curve di potenza e coppia, che saranno ideali per un motore a staffa. Utilizzando un sistema di fasatura a cinghia Jesel non solo saremo in grado di graduare questa camma senza installare meccanicamente boccole o sedi di chiavetta sfalsate, ma potremo anche sperimentare la fasatura della camma in pista per ottimizzare la nostra combinazione.

L’alimentazione di questa centrale elettrica affamata richiederà più aria e carburante di quanto un carburatore possa fornire, quindi la nostra scelta sarà quella dei Dominatori a doppio Holley 1.050 cm3. Invece di utilizzare un collettore di aspirazione standard, abbiamo fatto costruire un tunnel-ram in lamiera su misura per ottimizzare la potenza nell’intervallo di giri che useremo. Hensley Performance ha preso in considerazione ogni aspetto della nostra combinazione per costruire un collettore di aspirazione che rispondesse alle nostre specifiche esigenze. Alcune prese d’aria di produzione sarebbero state sufficienti, ma per ottimizzare la potenza, un’unità personalizzata era l’unica strada da percorrere.

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Con tutte le nostre parti a portata di mano, l’unica cosa che restava da fare era assemblare il motore, installarlo e andare in pista per qualche test. Inizialmente, abbiamo rodato il motore e fatto alcuni passaggi parziali per assicurarci che tutto funzionasse correttamente prima di aprirlo e vedere cosa avrebbe fatto. Quello che ha fatto è stato scuotere violentemente le gomme e dirigersi verso la parete destra della pista, il che ci ha fatto capire che le nostre preoccupazioni originarie in materia di trazione stavano diventando realtà. La trazione era così scarsa, infatti, che non siamo riusciti a fare un passaggio completo durante la nostra prima sessione di test, così abbiamo portato la macchina a casa per alcune regolazioni del telaio. Dopo aver pesato la vettura alle quattro curve e aver leggermente precaricato la gomma posteriore destra, siamo tornati in pista per effettuare una serie di passaggi di 5,70 secondi per l’ottavo miglio nel caldo della Florida. La macchina aveva ancora la propensione a scuotere le gomme attraverso la parte superiore della pista, ma andava dritta ed era guidabile, così abbiamo affrontato lo scuotimento delle gomme. La velocità all’ottavo miglio era nell’intervallo di 127 km/h, il che indicava una potenza ben superiore a 950 cavalli. Tutto sommato, siamo stati soddisfatti dei nostri test e ci siamo sentiti a nostro agio con piccole regolazioni del telaio e con il bel tempo, saranno raggiungibili bassi 5,60 o alti 5,50 (8,70 nel trimestre). Questo, amici miei, è un buon Duster in corsa!

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Calcolo del rapporto di compressione

Contrariamente a quanto si crede, il calcolo del rapporto di compressione non viene fatto semplicemente ordinando i pistoni che vengono pubblicizzati per dare una certa compressione nel vostro motore. Molti fattori determinano il rapporto di compressione, e il pistone è solo uno di questi. Per calcolare con precisione il rapporto di compressione in modo matematico, è necessario determinare le seguenti sei misurazioni vitali del vostro motore.

  • Foro
  • Corsa
  • CC a camera di combustione
  • Spessore della guarnizione della testa (compressa)
  • Cupola del pistone e valvola di scarico CC
  • Altezza del ponte (altezza del pistone in millesimi di pollice rispetto al ponte del blocco)

Una volta determinate le dimensioni di cui sopra per il vostro motore, si determina un fattore (costante) e poi si calcola il rapporto di compressione utilizzando la seguente formula:

(fattore x altezza del piano) + (fattore x guarnizione della testa) + (fattore x corsa) + testa cc’s*

(fattore x altezza del ponte) + (fattore x guarnizione di testa) + testa cc’s*

Il fattore è diverso per determinate dimensioni di alesaggio ed è calcolato come segue:

Alesaggio x Alesaggio x 12,87 = Fattore

Nel nostro motore l’alesaggio è di 4,5 pollici, quindi il fattore è il seguente:

4,5 x 4,5 x 12,87 = 260,6175

Ora colleghiamo il fattore e le altre misure nella formula per calcolare il rapporto di compressione. Useremo il nostro motore come esempio e lo faremo per gradi in modo che sia facile da seguire.

(260.6175 x .005) + (260.6175 x .040) + (260.6175 x .040) + (260.6175 x 4,5) + 78

(260.6175 x .005) + (260.6175 x .040) + 78

1.3030 + 10.4247 + 1172.7787 + 78

1.3030 + 10.4247 + 78

1262.5064/89.7277 = 14.0704

Il nostro rapporto di compressione finale è di 14,07 a uno.

*L’altezza della cupola del pistone in cc’s è sottratta dai cc della testa cc per i pistoni della cupola; i cc di scarico della valvola sono aggiunti ai cc della testa cc per i calcoli.

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