Fare 503HP con un 302 Junkyard da 350 dollari

Come aggiungere 80 CV con un semplice cambio di camma

Vedi tutte le 16 fotoJeff SmithwriterJun 13, 2014

Alcune idee non passano mai di moda. È una classica mossa di Car Craft che abbiamo fatto molte volte. Tiriamo fuori un motore dallo sfasciacarrozze, lo puliamo, aggiungiamo un albero a camme, una presa d’aria e un carburatore e vediamo quanta potenza riusciamo a spremere. Questa volta abbiamo scelto un brillante esempio di questa forma d’arte da sfasciacarrozze. Un membro della famiglia Car Craft, Tim Moore, stava facendo un giro nel cortile un po’ di tempo fa e ha trovato una Ford Explorer del ’00 con un motore EFI 5.0L. Il SUV ha indicato a malapena 120.000 sul cronometro, e dopo aver tirato i coperchi delle valvole per giudicare le condizioni del motore, ha immediatamente preso la decisione di fare la versione da cortile di un fracasso. Nel giro di poche ore dalla sua scoperta, il motore era seduto nel retro del suo camion in viaggio verso una nuova casa.

Al di là dell’aspetto incredibilmente buono del motore, Moore aveva un paio di buone ragioni per scegliere questo motore. Il ’00 Ford Explorers e il Mercury Moutaineers erano equipaggiati in fabbrica con uno dei migliori motori Ford da 5.0L. Questi motori erano forniti con la testa GT40P, che anche con le sue piccole valvole, offre prestazioni davvero buone. Il motore aveva solo 215 CV, ma almeno 9,0:1 di compressione. Questi blocchi corti del pistone fuso non sono così buoni come il pistone forgiato 5.0L che è venuto in Fox-corpo Mustangs, ma le teste GT40P fluiscono molto meglio delle precedenti teste da 5.0L. Inoltre, la fasatura della camma è stata progettata per la coppia, con una durata intorno ai 190 gradi a 0,050 con circa 0,450 pollici di sollevamento.

Abbiamo anche scoperto alcuni problemi con le teste GT40P che richiedevano delle modifiche, così abbiamo aggiunto le valvole di Manley che hanno eliminato i rotatori delle valvole di scarico e ci hanno permesso di impostare la corretta altezza di installazione delle valvole. Le teste hanno anche richiesto un certo lavoro di macchina, tra cui perni a vite, piastre guida e l’allargamento delle tasche delle molle per valvole più grandi. Abbiamo portato le teste a Mike Slover del Porting Service di Slover a Sun Valley, California, per fare questo lavoro, più alcune tasche di base per migliorare il flusso, specialmente sul lato dello scarico. Non abbiamo aumentato le dimensioni delle valvole, anche se abbiamo dovuto aggiungere le valvole Manley per ottenere l’altezza corretta delle molle. Entreremo in maggior dettaglio sulle modalità di testa in una storia successiva in Junkyard Builder, quindi attenzione.

Mentre le teste erano fuori a farsi fare un massaggio, abbiamo rivolto la nostra attenzione al timing delle camme. La domanda era se volevamo un piccolo blocco tortuoso o un motore con un numero di giri più elevato per aumentare la potenza di picco. Abbiamo deciso di testare entrambe le idee, così abbiamo ordinato due camme a rulli da Lunati: una camma di minor durata che fornisse un vuoto al minimo decente e che magari erogasse circa 320335 CV, e una versione di maggior durata che potesse spingere la potenza in cavalli fino a forse 350 CV. Si è scoperto che eravamo conservatori su entrambi i fronti.

Come obiettivo finale, abbiamo deciso di avvitare un semplice sistema nitroso e vedere se riuscivamo a spingere questa piccola Ford di piccolo blocco per fare un po’ di vera potenza. Ci sono però delle riserve su questo piano. Abbiamo visto cosa succede dalla precedente esperienza di Ford quando i livelli di potenza superiori ai 500 CV tendono a far scoppiare le guarnizioni della testa o a segare i blocchi a metà. Abbiamo deciso per un kit Powerstar della Nitrous Supply, di proprietà del nostro buon amico, Mike Thermos, che era uno dei fornitori originali di kit nitroso all’inizio degli anni Ottanta. Il kit offre una potenza regolabile da 50250 CV con un semplice cambio di getto.

I fords e i Mopar a blocco piccolo utilizzano solo quattro bulloni a testa per cilindro, quindi il mantenimento di una corretta tenuta della guarnizione della testa, specialmente con il nitroso, è un punto che richiede attenzione, quindi abbiamo ordinato un set di guarnizioni per la testa in Fel-Pro MLS piuttosto che una guarnizione standard di composizione. La costruzione in acciaio a più strati permette alla guarnizione di conformarsi al movimento tra la testa del cilindro e il blocco, mantenendo una buona tenuta. Sono più costose delle guarnizioni di testa standard, ma fanno anche il lavoro e valgono il denaro aggiuntivo. Per un’ulteriore assicurazione, abbiamo anche aggiunto un set di perni con testa ARP, che sono più robusti e offrono una migliore sovrapposizione dei filetti rispetto ai bulloni di fabbrica, il che aiuta a prevenire l’estrazione dei filetti da un blocco usato.

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Infine, abbiamo scambiato il collettore EFI dell’Explorer (che è un collettore abbastanza buono a sé stante) con una presa d’aria Edelbrock Performer RPM RPM Air Gap e un carburatore Holley 750-cfm stile HP. Abbiamo anche aggiunto un distributore di pickup magnetico Ford da veterano e l’abbiamo usato per pilotare un sistema di accensione MSD. Con il motore riassemblato, abbiamo inscatolato il nostro secondo albero a camme e ci siamo diretti al banco di Westech.

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Abbiamo tirato fuori questo 5.0L a rullo idraulico da uno sfasciacarrozze Ford Explorer del ’96, abbiamo aggiornato le testate, aggiunto un carburatore, testate e un paio di camme a rullo e realizzato fino a 375 CV.

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Questo è il motore con la testa GT40P rimossa. Il motore era in condizioni estremamente buone considerando il suo chilometraggio¿ la fabbrica crosshatch era ancora evidente sulle pareti del cilindro. Questo può essere in parte attribuito al blocco di ferro duro della Ford, ma soprattutto al controllo del carburante EFI e ai lubrificanti di qualità superiore, che contribuiscono a ridurre l’usura.

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Una cosa che non abbiamo cambiato sul motore è stata la coppa dell’olio AWD originale dell’Explorer dalla forma unica. Se avete intenzione di cambiare questa 5.0L in una Mustang degli anni ’60 o anche in una Fox Mustang, la coppa e il pickup della pompa dell’olio dovranno essere sostituiti.

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I motori Ford 5.0L a rulli idraulici di ultima generazione utilizzano un’anima a camme in acciaio e un ingranaggio di azionamento specifico per il distributore Ford. Dal momento che il nostro motore originale era dotato di accensione senza distributore, Moore ha sostituito un distributore precedente, che aveva bisogno di un ingranaggio personalizzato compatibile con l’anima in acciaio. Comp Cams vende questo ingranaggio composito del distributore che è compatibile con tutte le diverse camme, ma è costoso. Questo ingranaggio non è necessario se si utilizza una camma aftermarket, perché sono generalmente macinati su nuclei di ferro come le nostre camme di Lunati e non richiedono un ingranaggio personalizzato.

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Questa foto mostra Mike che si concentra sulla zona della ciotola delle teste, ma questo richiede un po’ di esperienza. Se non si ha familiarità con il porting, potrebbe essere meglio lasciare il lavoro a un professionista. Gran parte della potenza di questo motore realizzato sul banco può essere attribuita al lavoro di porting di Slover.

Giorno del test

Abbiamo imbullonato la Ford al banco con un set di collettori a tubo lungo da 158 pollici e un’estensione del collettore da 18 pollici per aiutare la coppia a bassa velocità, poi abbiamo sparato il piccolo blocco. Per il primo test, abbiamo riutilizzato il magazzino, la camma Explorer, quindi il motore non ha avuto bisogno di alcun tempo di rodaggio. Abbiamo impostato la fasatura a 34 gradi e abbiamo reimpostato il carburatore per ottenere il rapporto aria/carburante 12,5:1 desiderato. Con la messa a punto completata, la piccola camma ha prodotto molta più potenza di quanto ci aspettassimo, erogando 328 libbre di coppia a 4.200 e 294 CV a 5.400 giri/min. Probabilmente avremmo potuto ottenere anche 300 CV da questa configurazione di serie, ma con numeri così buoni, abbiamo deciso di saltare direttamente nella prima camma Lunati.

La parte più difficile dello scambio della camma è stata quella di togliere e rimontare la copertura del cronometraggio. Il resto è andato molto liscio, e abbiamo riutilizzato gli alzabandiera e non abbiamo sofferto di ulcere preoccupandoci di rompere la camma. In meno di un’ora eravamo pronti per il test. Nonostante l’aggiunta di 30 gradi di durata dell’aspirazione, questa camma ha migliorato la coppia durante l’intero test da 3.000 giri al minuto in su. A 4.300 giri al minuto, la coppia ha raggiunto il picco di 348 libbre al minuto, un solido miglioramento di 20 libbre al minuto, e la Lunati ha continuato a superare la camma di serie con un aumento di potenza di picco di 60 CV a 354 CV a 5.700 giri al minuto! Forse ancora più sorprendente è stato il fatto che questo motore ha girato al minimo, facendo le fusa con calma con 16 pollici di vuoto del collettore a 980 giri/min. Questa è una funzione dell’angolo di separazione dei lobi, un po’ più ampio, di 112 gradi.

Questo test è andato così bene che eravamo ansiosi di vedere cosa avrebbe fatto la camma leggermente più grande. Questa ha aggiunto altri 10 gradi di durata rispetto alla camma Voodoo più piccola, insieme a 0,020 pollici in più di sollevamento della valvola di aspirazione. La maggiore durata ha creato una leggera perdita di coppia al di sotto dei 3.300 giri al minuto rispetto ad entrambe le camme precedenti, ma al di là di quella leggera perdita di potenza, la Voodo più grande ha fatto fuoriuscire il suo cugino più piccolo, facendo fuoriuscire una coppia di picco di 355 libbre a 4.300 (un guadagno di 7 libbre al minuto rispetto alla prova 2) e caricando ad una potenza di picco di 376 cavalli a 6.000 giri al minuto. Questo è un miglioramento di 22 CV rispetto alla prova 2. Ma quello che ci ha colpito di più è stato il solido guadagno di coppia rispetto alla più piccola camma Voodoo da 3.500 in su. In una Fox leggera o in una Mustang primitiva con cinque marce alle spalle, questo sarebbe un grande piccolo motore da strada. Come ci si potrebbe aspettare con una maggiore durata, la qualità al minimo è scesa significativamente, ma è stato ancora in grado di fare 11,5 pollici e mezzo di vuoto a 980 giri/min. È più che sufficiente per alimentare un booster del freno di potenza.

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Per la ciliegina sulla cima di questo deserto ovale blu, abbiamo imbullonato il semplice sistema Powerstar a piastre Powerstar di Mike Thermos sotto il carburatore, installato i getti da 140 CV (55 di carburante e 55 di nitroso) e usato il grilletto per ritardare di 8 gradi la fasatura sull’accensione MSD. Abbiamo riscaldato il flacone a 950 psi e abbiamo premuto il pulsante a 4.500 giri/min. Il banco ha registrato un picco di potenza di 489 CV, ma il rapporto aria/benzina era leggermente più ricco a 11,5:1, così abbiamo aumentato il getto di azoto a 61 e abbiamo premuto di nuovo il pulsante. Questo ha spinto la piccola Ford ad un picco di potenza di 503 cavalli, e lì ci siamo fermati. Il rifugiato dello sfasciacarrozze di Tim è sopravvissuto al pestaggio e abbiamo avuto una storia pazzesca.

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Mike Slover del Porting Service Slover si è concentrato principalmente sul lato dello scarico delle testate GT40P. Anche con valvole di dimensioni relativamente piccole di 1,85 pollici di aspirazione e 1,46 pollici di scarico, le teste P scorrono molto meglio delle precedenti teste in ferro di produzione e anche leggermente meglio delle fusioni della GT40.

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Slover ha lavorato le teste per i perni a vite e le piastre guida, poiché la configurazione originale utilizzava un sistema di ciglia a rete troppo debole. Abbiamo usato le piastre guida regolabili della Comp per assicurare che i bilancieri fossero allineati correttamente sopra le valvole.

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Le molle di serie del GT40P devono essere aggiornate quando si passa a una camma di maggiore durata. Questa foto mostra la doppia molla Lunati che abbiamo usato per garantire il controllo della valvola a 6.000 giri/min. più giri del motore. Offrono 125 libbre sulla sede e 325 libbre a 0,600 pollici di alzata della valvola. Queste specifiche sono forse un po’ leggere, ma funzionano grazie alle valvole più piccole e più leggere della Ford.

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Abbiamo provato due diverse camme a rulli idraulici Lunati Voodoo. La più piccola delle due (221 gradi a 0,050) ha fornito 30 gradi in più di durata sul lato di aspirazione rispetto allo stocker. La più grande era ancora relativamente conservatrice con 231 gradi di durata a 0,050. Entrambe le camme Lunati erano macinate su nuclei in ghisa, il che consentiva l’uso di un distributore in ghisa a stock.

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Un modo per rimanere entro il budget di un aggiornamento come questo è quello di riutilizzare i sollevatori a rulli idraulici di serie. Anche con una pressione delle valvole più forte, questi sollevatori hanno funzionato senza problemi. Siamo stati anche in grado di rimuovere i sollevatori per il cambio della camma senza dover rimuovere le teste. I sollevatori idraulici a rulli retrofit (nei precedenti blocchi a camme non a rulli) sono più alti e non possono essere rimossi a meno che non si tirino le teste.

Conclusioni

Nella recensione, abbiamo salvato una Ford 5.0L usata dal cimitero, abbiamo portato via le teste, abbiamo aggiunto una camma, un carburatore, un collettore di aspirazione e delle testate e abbiamo tirato fuori dalla miscela un incredibile 376 CV. Il motore non ha mai sniffato olio dai respiratori, e le candele erano tutte eccellenti. In un’auto da 3.250 libbre come una Mustang con 3,50 marce e un automatico con convertitore a 2.800 giri/min, questo 5.0L poteva tirare 12,80s a 108 mph. E’ fantastico per il minimo investimento che abbiamo fatto. Con il nitroso, questo è facilmente un viaggio di mezzo-11 secondi. Siamo già stati motivati a mettere questo motore nella Mustang di un amico. Spintonateci con le e-mail e ce la faremo.

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Specifiche della camma

Albero a camme Durata pubblicizzata Durata a 0,050 Sollevamento valvola Lobo Sep. Angolo Stock256/266190/200 (est. )0,450NALunati 711272/280221/2290.549/0,565112Lunati 712282/290231/2390.571/0,565112Mostra tutto

Per i numeri

Abbiamo iniziato con un 5.0L da 120.000 miglia di una Ford Explorer, abbiamo rimosso l’EFI e il DIS e abbiamo portato in tasca le teste di ferro GT40P con valvole di serie. Abbiamo anche aggiunto una presa a doppio piano Edelbrock Performer RPM e un set di testate da 158 pollici senza marmitte. La colonna HP DIFF all’estrema destra elenca la differenza di potenza tra la Prova 1 e la Prova 3. Le differenze di HP asterisco sono calcolate utilizzando il picco di 294 CV della Prova 1.

Prova 1: 750-cfm carburatore, collettore di aspirazione a doppio piano e albero a camme di serie.
Prova 2: Cambiato con il più piccolo dei due alberi a camme Lunati¿ nessun altro cambiamento.
Test 3: Installato il più grande Lunati cam¿ di nuovo, nessun altro cambiamento.

RPM TQ1 HP1 TQ2 HP2 TQ3 HP3 HP DIFF 3, 000319182321183311177-53,20031419132019531419103,40031620432721232721283,600318218333228335230123, 800321233339245343248154,000325248345263349266184,200328262347277353283214,400325273348292355298254,600321281345302354310294,800314287343313353323365, 0003042893423253535333737485,200295292338335335350347555,4002862943343434434635356625,6003303523234236470*5,80032035433637177*6,00030634932937682*6,40031437177*Mostra tutto

Elenco delle parti

DescrizionePNSourcePriceUsed 5.0L motore FordN-AJunkyard$350.00Edelbrock Perf. RPM di aspirazione7521Summit Racing289.97Holley 750-cfm mech. sec. 0-4779Swap Meet250.00Lunati albero a camme, rullo idraulico, piccolo20350711Summit Racing299.97Lunati albero a camme, rullo idraulico, grande20350712Summit Racing299.97Lunati bilancieri, 1. 6:115385-16Summit Racing264.97Lunati set catena catena di distribuzione 94251Summit Racing43.97Lunati set asta di spinta80745-16Summit Racing35.97Lunati valvole a molla, Ø 1.450. 73100-16Summit Racing129.97Manley valvole di scarico10723-8Summit Racing132.97Comp Cams 3/8 perno basculante4515Summit Racing59.97Piastre guida Cams, piatto4816-8Summit Racing17.19Piastre guida Cams, adj. 4835-8Summit Racing 54.97Comp Cams composite gear35200Summit Racing114.97Comp Muscle car oil, qt1594Summit Racing8. 97 (ea)Nitrous Supply Powerstar kit03001Nitrous Supply603.75ARP bulloni testa154-3601Summit Racing49.86ARP bulloni di aspirazione154-2001Summit Racing28.97Fel-Pro guarnizione testa, MLS1133Summit Racing60.97 (ea. )Fel-Pro guarnizione testa, composizione10111Summit Racing29.97 (ea. )Fel-Pro guarnizione aspirazione, stock port1250Summit Racing20. 97Fel-Pro guarnizione coperchio valvolaVS50029CSummit Racing13.97Fel-Pro guarnizione coperchio fasaturaTCS45449Summit Racing12.97Fel-Pro guarnizione pompa acqua35352Summit Racing1.97MSD kit filo candela, nero31183Summit Racing85.97Autolite candele (8)764Summit Racing23.92Autolite candele, gara (8)AR472Summit Racing39. 76Fram filtro olio, ultra sinteticoXG2Summit Racing8.97Comp Camme 10W30 olio, 5 qts. 1594Summit Racing8.97 (ea. )LaborLabor alle testate dei cilindri portantiNASlover Porting325.00Macchina per borchie e piastre guidaNASlover Porting140.00Porta molle della macchinaNASlover Porting65.00Mostra tutto Vedi tutte le 16 foto

Il cambio delle camme nella 5.0L è stato facile. Non dimenticare di installare la piastra di limitazione sul blocco prima di installare l’ingranaggio della camma. È inoltre fondamentale installare le ossa di cane sopra i sollevatori idraulici a rulli con il punto rivolto verso l’alto. In questo modo i sollevatori si manterranno correttamente. Se le ossa di cane sono installate a testa in giù, questo potrebbe causare danni massicci alla camma se i sollevatori sono lasciati girare. Non commettere questo errore.

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Per il lato induzione del nostro test, abbiamo utilizzato una presa d’aria Edelbrock Performer RPM Air Gap a doppio piano combinato con un carburatore meccanico secondario Holey 750-cfm. Poiché questo motore produceva solo 375 CV, avremmo potuto ottenere la stessa potenza con un carburatore più piccolo da 650 cm3.

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Il test al banco prova del 302 non ha richiesto una quantità significativa di messa a punto. Abbiamo reimpostato l’Holley 750 più magro con due dimensioni di getti nel primario per stabilizzare il rapporto aria/benzina a circa 12,5:1 per tutta la maggior parte del tiro. La camera di combustione stretta voleva solo 34 gradi di fasatura per la migliore potenza. Quando abbiamo aggiunto la fasatura, ha perso potenza.

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Abbiamo usato un set di spine da corsa Autolite più fredde con un naso non proiettato per il nitroso. Non si vede in questa foto perché le prove sono molto deboli, ma questo tappo ha rivelato segni di detonazione con alcune piccole specifiche nere sulla porcellana. La detonazione si è verificata anche se abbiamo tirato 8 gradi di tempismo con il protossido d’azoto innestato. Questo significa che eravamo proprio sul bordo. È possibile che tirando 10 gradi di sincronizzazione si sia prodotta una maggiore potenza.

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Abbiamo utilizzato il kit Powerstar entry level di Nitrous Supply, regolabile da 50250 CV. Si può anche facilmente aggiornare questo sistema aggiungendo un solenoide nitroso più grande, poiché il solenoide del carburante è in grado di erogare carburante fino a 400 hp. La piastra è la stessa utilizzata nei kit più grandi.

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