Esplorazione del rapporto bilanciere-braccio e della sintonizzazione della fase a camme – Progetto Poncho puro

Vedi tutte e 5 le fotoRay T. BohaczwriterOct 1, 2012

Poiché un Pontiac V-8 è un motore ad asta di spinta (invece di essere un progetto a camme in testa), ci ha dato l’opportunità di esplorare un diverso rapporto bilanciere e di determinare il suo impatto sulla potenza. Così come è stato costruito, il Mule ha goduto dei bilancieri a rulli Comp Cams con un rapporto di 1,65:1. Il rapporto di stock è di 1,5:1 sui motori Pontiac V-8 ad eccezione dei motori Ram Air IV, V e SD-421, che utilizzavano 1,65:1.

Con i bilancieri più aggressivi, il motore ha fatto poco meno di 492 CV per un mulino che è in grado di produrre quella potenza con la benzina di 88 ottani Rocket Brand. Non ha richiesto nemmeno premium, per non parlare della benzina da corsa. Ma essendo gli hotrodders che siamo, non siamo mai soddisfatti¿ vogliamo sempre di più.

Per questa causa, abbiamo deciso di vedere come il Mulo vorrebbe un po’ meno bilanciere (un rapporto numerico più basso). Questo potrebbe volare in contrasto con la saggezza convenzionale dove più grande è di solito migliore, ma avevamo alcune teorie di corsa in panchina che volevamo testare. Più avanti su questa logica.

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A parte questo, quando il rapporto bilanciere-braccio viene modificato, di solito viene fatto su una testata di produzione come le nostre fusioni 6X, spostando la coppa dell’asta di spinta più vicina al punto di rotazione del bilanciere. Se si misura con precisione dal centro del perno verso l’esterno fino alla tazza dell’asta di spinta, e poi si misura dal perno fino all’estremità dove si sposta l’asta della valvola, si vedrà la differenza. Un bilanciere che è 1:1 sarebbe uguale in lunghezza dalla coppa dell’asta di spinta alla linea centrale del perno, e da lì all’area di contatto dell’asta della valvola.

L’altra area che volevamo esplorare era la fase del bumptick delle Comp Cams. Secondo la scheda della camma, la linea centrale di aspirazione era di 106 gradi di rotazione dell’albero a gomito, e le istruzioni della Comp specificavano l’installazione della camma a 106 gradi, la posizione diritta verso l’alto. Una rapida revisione della logica della camma stabilisce che, man mano che il numero si abbassa numericamente dalla linea centrale di aspirazione, la posizione della camma è avanzata. Al contrario, poiché il valore va numericamente più alto della linea centrale, la camma è ritardata. Durante la costruzione del Mulo, Craig Wise di RaceKrafters Automotive Machine ha installato la camma esattamente nella posizione desiderata di 106 gradi. Questo è stato confermato con una ruota di grado.

Quindi il nostro piano era il seguente: Installare i bilancieri Comp Cams 1.5:1 a rullo pieno (lo stesso modello di bilanciere, solo un rapporto diverso), all’inizio solo sulle valvole di scarico, e testare; poi avremmo montato i bilancieri 1.5:1 anche sulle valvole di aspirazione. Questo significava che entrambe le valvole avrebbero avuto i bilancieri con rapporto 1,5:1 al posto del rapporto 1,65:1 precedentemente testato. A seconda dei risultati, avremmo mantenuto i bilancieri che producevano più potenza e poi avremmo modificato la fase della camma.

Con la catena di distribuzione che il Mulo aveva, c’erano quattro posizioni per far avanzare e ritardare la distribuzione a camme prodotta nell’ingranaggio dell’albero a gomiti dell’azionamento a camme. La camma può essere diritta verso l’alto (sulla linea centrale di aspirazione), oppure avanzata e ritardata con incrementi di 2 gradi per un totale di 8 gradi in ogni direzione. Ciò ha permesso una gamma totale di 16 gradi ¿ 8 gradi di avanzamento e la stessa quantità ritardata.

La fase o la posizione della camma segue di solito una regola ferrea: L’avanzamento della camma migliorerà la potenza di fascia bassa al sacrificio dell’uscita ad alto numero di giri. Al contrario, la temporizzazione ritardata della camma ammorbidisce la parte inferiore e aumenta l’uscita ai regimi superiori. Alcuni costruttori di motori amano far avanzare la camma dalla posizione ideale quando il motore è nuovo, poiché l’usura nella catena di fasatura causerà un ritardo della fase, con la logica che il motore si autocompensi per l’usura ritardando lentamente la fasatura della camma in posizione di marcia. Come in ogni teoria, si può scegliere di accettarla o di rifiutarla, ma c’è una validità in questo concetto se il motore rimarrà insieme per molti anni e sarà utilizzato in un’auto da strada o da pista.

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Quando si parla del rapporto bilanciere-braccio, bisogna capire che si prende l’alzata del lobo della camma (non l’alzata della valvola) e la si moltiplica per il rapporto bilanciere per fornire l’alzata totale della valvola. Ad esempio, se l’alzata del lobo della camma è di 0,350 pollici e il motore è dotato di un bilanciere con rapporto 1,5, l’equazione sarebbe 0,350 x 1,5 = 0,525 pollici di alzata valvole. La stessa camma che utilizza un bilanciere con rapporto 1,65 produrrebbe un’alzata totale della valvola di 0,577 pollici.

Questo può far venire in mente una domanda. Perché non mettere tutto l’ascensore nel lobo della camma e avere un bilanciere che sia 1:1? Per la maggior parte, questo è il caso di alcuni motori OHC, oppure possono impiegare un rapporto leggermente superiore, come ad esempio 1,1:1. La logica che sta dietro all’uso del design del bilanciere per moltiplicare il sollevamento a camme è dovuta alle limitazioni nel tunnel a camme per l’altezza del lobo, oltre che per controllare anche la velocità del sollevatore che segue il lobo su e giù per ogni lato. La velocità del sollevatore è una preoccupazione, poiché deve funzionare senza problemi su tutto il lobo e offrire una lunga durata. A causa di queste considerazioni, è meglio ottenere l’alzata desiderata della valvola attraverso il design del lobo e la manipolazione del rapporto del bilanciere per offrire un guadagno di alzata. Può essere considerata una leva sopra lo stelo della valvola.

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Una spiegazione semplicistica dei vari rapporti bilancieri è pensare di aprire la valvola con una leva. Maggiore è la corsa che può essere applicata, maggiore è l’alzata della valvola in ogni punto del lobo della camma. Inoltre, questo permette di aprire la valvola più rapidamente (meno gradi di rotazione della camma per ottenere la stessa alzata). L’effetto moltiplicativo è costante, poiché la punteria a tazza cavalca il lobo della camma dal cerchio di base verso l’alto verso il naso.

Se la portanza più alta è buona, perché abbiamo pensato che il Mulo avrebbe voluto una portanza più bassa? Questa è una domanda semplice con una risposta complessa. Abbiamo ipotizzato che potrebbe essere possibile che al motore piaccia una minore portanza della valvola sul lato dello scarico (dove abbiamo cambiato prima i bilancieri) a causa dell’alto rapporto del flusso di scarico rispetto al flusso di aspirazione. Questo è chiamato il rapporto tra l’aspirazione e lo scarico. Molti ritengono che sia necessario un valore di circa l’80%, mentre altri ritengono che un motore possa essere più efficiente con un rapporto molto inferiore.

Sulla base dei dati del banco di flusso derivati da RaceKrafters, il Mulo ha goduto di un rapporto di appena il 78 per cento circa. Il nostro pensiero era che se limitassimo leggermente il flusso di scarico, il motore potrebbe prendere potenza. Non ci aspettavamo un guadagno enorme a causa della differenza nella dinamica di carica dei cilindri. Siamo arrivati a questo test con trepidazione. Il Mulo ci ha già sorpreso in modo positivo, così abbiamo pensato di provarlo.

La fase successiva del test è stata quella di avanzare e ritardare la camma di 4 gradi in ogni direzione. La scanalatura della chiave permetteva cambiamenti di fase di 2 gradi. Quando si impiega un cambiamento così piccolo, di solito è molto difficile quantificare qualsiasi valore o danno. Era necessario effettuare un cambiamento che fosse sufficiente a spostare l’estensimetro del banco di prova in modo da poterlo definire reale. Poiché la camma era già a 106 gradi, abbiamo scelto di ritardarla prima a 110 gradi. Se il motore fosse piaciuto, avremmo giocato con incrementi da 1 a 2 gradi. Il passo successivo sarebbe stato quello di andare nella direzione opposta e installare la camma a 4 gradi avanzata a 102 gradi. Lo stesso protocollo verrebbe poi seguito in base al comportamento del mulo contro il freno ad acqua di Stuska.

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I cambiamenti di fase della camma hanno un impatto su un’area di studio ingegneristico che viene identificata come riempimento e svuotamento dei cilindri. La dinamica della capacità del motore di inspirare ed espirare viene alterata con la fase degli eventi della valvola. È una scienza avanzata che spesso lascia molte domande senza risposta. I risultati del test al banco vengono presi in considerazione per il valore nominale e non vengono analizzati. Nel linguaggio del tecnico dei motori, diremmo: “Gli è piaciuto” o “Non gli è piaciuto”.

A differenza di un motore a doppia camma, cambiando la posizione della camma a cui fa riferimento l’asse del lobo di aspirazione si ha un impatto anche sull’apertura e la chiusura della valvola di scarico con una quantità simile di gradi di rotazione dell’albero a gomiti. Questo è il motivo per cui la maggior parte dei motori moderni impiega più di un albero a camme, specialmente quando si usa una disposizione variabile della valvola a tempo. In questo modo la fasatura delle valvole di aspirazione e di scarico può essere modificata indipendentemente l’una dall’altra, e la dinamica di riempimento e di svuotamento dei cilindri può essere regolata alla perfezione. Con un V-8 tradizionale non si ha questa capacità. Dovete solo provarlo e vedere cosa succede.

I risultati

Con il vernacolo del ragazzo del motore per i risultati dei test precedentemente stabiliti, posso dire che al Mulo non è piaciuto nulla di quello che gli abbiamo fatto quel giorno.

E ‘stato baselined quella mattina su 88 ottani benzina Rockett Brand e prodotto una media 437,25 CV e 536,32 ft-lb da 3.300 a 5.300 giri al minuto, con 32 gradi di avanzamento totale in 2.900 giri al minuto e #75 getti tutto intorno nella Holley.

Con i bilancieri in rapporto 1,5:1 solo sulle valvole di scarico, la media è scesa a 435,29 CV e 533,82 ft-lb. Con questi risultati, normalmente non ci saremmo nemmeno preoccupati di cambiare i bilancieri di aspirazione, ma HPP voleva fornire ai lettori più combinazioni possibili. Ora che entrambe le valvole erano dotate dei bilancieri 1,5:1, la potenza media è scesa leggermente a 434,84 e 533,28 ft-lb. Il carburatore e la messa a punto dell’accensione sono rimasti gli stessi per ogni test. Non ci sono stati guadagni.

Poiché i bilancieri hanno dimostrato di non migliorare il motore, li abbiamo rimossi e abbiamo installato il rapporto 1,65:1 sia sulle valvole di aspirazione che su quelle di scarico. Craig ha poi fatto un tiro per confermare che la potenza era la stessa di prima. La corsa sembrava una copia della nostra linea di base quella mattina.

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Con la parte anteriore del motore staccata e i bilancieri e le aste di spinta staccate, abbiamo ritardato la posizione della camma a 110 gradi. Alla Pontiac non è piaciuto. La coppia media è scesa a 524,44 ft-lb e la potenza media è scesa a 428,45.

Craig ha quindi spostato la camma a 4 gradi in avanti rispetto alla posizione originale installata di 106 gradi. Ora era a 102 gradi. Ancora una volta, alla Pontiac non è piaciuto quello che gli abbiamo fatto.

Quando si analizzano i risultati, alcuni fatti devono essere riconosciuti. La nostra combinazione ha avuto teste cilindri a flusso eccellente che non hanno sperimentato lo stallo della porta all’alzata della valvola con i bilancieri con rapporto 1,65:1. Quindi, i bilancieri a rapporto inferiore limitavano efficacemente il flusso della porta e, in cambio, riducevano la potenza del motore.

In modo simile, la Pontiac richiedeva tutto il flusso di scarico che poteva ottenere e non ne voleva di meno in quella zona. I risultati avrebbero potuto essere diversi se la testa del cilindro non avesse fluito bene ad un’elevata portanza o se il flusso fosse effettivamente sceso. In quel caso, i bilancieri con rapporto 1,5:1 potrebbero aver mostrato un piccolo guadagno di potenza.

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Per quanto riguarda la fase dell’albero a camme, abbiamo cercato di reinventare la ruota che Comp Cams ha già fatto un ottimo lavoro di progettazione. L’azienda è sulla buona strada con la posizione di installazione delle camme desiderata di 106 gradi. Ma va notato che quando Craig ha costruito il motore, la fase a camme è stata controllata e confermata al suggerimento dei 106 gradi. Questo di per sé dimostra la necessità di controllare tutte le installazioni dell’albero a camme con una ruota di grado e non semplicemente di allineare i segni di temporizzazione e chiamarlo un giorno. La fase a camme è fondamentale per le prestazioni e la funzione del motore.

Anche se non abbiamo trovato alcuna potenza aggiuntiva, abbiamo la certezza che il Mulo ha un valvolame ottimizzato con l’attuale combinazione di parti. Ma con i progetti che abbiamo per questo mulino, questo cambierà presto!

Foglio di lavoro per la costruzione del motore HPP

Cilindrata del motore: 467 ci

Alesaggio/corsa: 4.185 / 4.250-in

Rapporto alesaggio/corsa: 0.98:1

Rapporto asta/corsa: 1,6:1

Bottom End

Blocco: Stock ’75 455

Preparazione: Cotto, magged, line-bored, line-honed, piani squadrati con BHJ, alesati e levigati con piastre di torsione

Altezza del ponte: 10.205-in

Crank: Butler/Eagle forged

Preparazione: Equilibrato, lucido

Balancer: Summit Street/Strip, acciaio, elastomero, 6.610-in, SFI 18.1

Aste: Aquila forgiata, trave ad H, 6.800 in

Preparazione: Pin-end levigato a misura corretta, bilanciato, big end controllato per la misura corretta

Cuscinetti: Clevite, guscio liscio, tri-metallo

Preparazione: Pulire, controllare che le aste siano ben pulite
.
Pistoni: Butler/Ross forgiato piano piano con valvola di scarico

Preparazione: Pin fit, controllare le dimensioni, pulire

Altezza da pistone a ponte: 0.010-in sotto

Spine del pistone: Ross, 0.990-in galleggiante, 0.155-in parete

Metodo usato per trattenere i perni nei pistoni: Spiro Locks

Anelli: Total Seal, top moly top; secondo duttile; olio in tre pezzi; 116-, 116-, 316-in

Preparazione: File-fit, pulito

Bulloni ad asta e bulloni a testa: ARP

Specifiche di bilanciamento: Interno

Sistema di oliatura

Vassoio antivento: Cantone in padella

Raschietto a manovella: Cantone in pan

Padella dell’olio: Canton Racing Road Race Series 5-quart, carter umido

Pompa dell’olio: Abbattimento M54DS ad alto volume

Teste

Numero di colata: 6X

Volume della camera di combustione: 96.2cc

Portata massima a 28 pollici di pressione:

Sollevamento Flusso di aspirazione CFM Flusso di scarico CFM 0,100 66 550,200 133 1060,300 1911490,400 224 1700,500 236 1820,600 250 186Mostra tutto

Rapporto di compressione:

Valvole:

Angoli utilizzati nel lavoro della valvola:

Contenitori:

Custodi:

Guide delle valvole:

Guarnizioni della valvola:

Rocker Studs:

Bracci a bilanciere:

Pushrods:

Cam

Marchio: Comp Cams Xtreme Energy Rullo idraulico

Durata A 0,050: 224/230-deg

Sollevare: 0.552/0.561-in

Linea mediana: 106-deg

Angolo di separazione dei lobi: 110-deg

Posizione installata: 106-deg

Sollevatori: Rullo Comp Cams

Valvesprings: Comp Cams Beehive

Pressione del sedile: 137 lb/in

Pressione aperta: 290 lb/in

Catena di temporizzazione: Cloyes double-roller

Induzione

Carb: Holley 4150 HP 750-cfm, secondari meccanici

Collettore di aspirazione: Edelbrock Torker II

Accensione

Distributore: MSD Pro-Billet pronto per l’uso

Fili: MSD 8.5mm

Scarico

Intestazioni: Hooker

Diametro del tubo primario: 1.75-in

Lunghezza tubo primario: 32-in

Dimensione del collettore: 3.00-in

Guarnizioni

Marchio: Fel Pro

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Qui ci sono i grafici dyno che mostrano i singoli tiri. Il rosso è la linea di base, il nero è il rocker 1,5 sullo scarico, e il verde è il rocker 1,5 sull’aspirazione e sullo scarico. Aqua è la camma ritardata a 110 gradi, e viola è la camma avanzata a 102 gradi.

Dyno Risultati Configurazione Picco TQ Picco HP Avg TQ Avg HP Come costruito552. 4491.8536.32437.251.5:1 Solo scarico549.0491.4533.82435.29547.7492.2533.28434.84Camera a 110 gradi533.7494.0524.44428.45Camera a 102 gradi 548.6478.0 527.64429.65Mostra tutto

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