Hot Rod To The Rescue – LS7 Twin-Turbo Fuel System Fix

Jason Hatmaker ¿ s Twin-Turbo ¿ 06 Corvette Is Lazy On The Top End. Lo sistemeremo.

Vedi tutte le 21 fotoMarlan DaviswriterWill HandzelphotographerAug 1, 2014

Il Combo

Quando Davisburg, il Jason Hatmaker del Michigan Jason Hatmaker ha acquistato la sua Corvette Z06 del 2006 con motore LS7 nel marzo 2007, l’auto di serie aveva meno di 1.000 miglia. Jason non ha aspettato a lungo prima di salire a bordo. Il suo primo passo fu la realizzazione di un sistema a doppio turbocompressore e di un intercooler. “Non c’erano molte Corvette C6 turbo all’epoca”, ricorda Jason. “Ci volle un po’ di tempo perché praticamente tutto l’installazione era un lavoro su misura, e doveva essere integrato nel computer della trasmissione”.

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Era il 2009 prima che i turbo fossero in funzione. A quel punto, Jason ha deciso, come dice lui, “a prova di proiettile del motore 7.0L LS7. L’ho fatto costruire dalla manovella in su per garantire sicurezza e longevità con i turbocompressori”. Quando finalmente è uscito dal negozio, Jason ha praticamente usato l’auto come un pilota da prestazione giornaliera. Dice che l’auto ha funzionato bene per diversi anni. “Non c’è stata nessuna sovratensione; si è comportata proprio come un veicolo di serie. Ero completamente soddisfatto di come si comportava”.

Il problema

Verso la fine del 2013, Jason ha notato un po’ di refrigerante sul pavimento del garage dopo che l’auto si è seduta durante la notte. Quando Jason e i suoi amici non sono riusciti a trovarne la fonte, è andato a MotorCity Speed (MCS) a Walled Lake, Michigan, per farla controllare. MCS è il posto dove andare per le auto con motore LS nella zona di Detroit. Fondata dal veterano costruttore di motori LS Billy Briggs e dal preparatore di motori Rich Gala, MCS utilizza tutti i suoi strumenti e le sue conoscenze per costruire motori e trasmissioni LS estremamente potenti e durevoli per tutto, dalle Camaro di quinta generazione da 500 CV a quelle da 3.000 CV, bicilindriche, con doppio turbo, con trasmissione V8 Drag-LS che hanno stabilito record mondiali.

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Il reclamo iniziale di Jason non era un grosso problema: un tubo dell’olio intrecciato in acciaio inossidabile che alimentava i turbo aveva segato attraverso una linea di trasferimento del refrigerante in alluminio nella parte posteriore del motore. MCS ha riparato la perdita con un nuovo tubo OE più telaio posto sopra il tubo intrecciato.

Mentre controllava la perdita di liquido di raffreddamento, MCS ha visto che gli sfiati del vapore della testata posteriore del motore non erano integrati nel sistema di raffreddamento nel suo complesso. Anche se questo è il modo in cui una Z06 è uscita dalla fabbrica, MCS costruisce abbastanza auto di grossa potenza da sapere che i fori di sfiato posteriore devono essere collegati agli sfoghi di vapore anteriori e posteriori per bilanciare le temperature della testa del cilindro. Ha sostituito le piastre di blocco del liquido di raffreddamento posteriore nelle testate con un tubo trasversale anteriore di medie dimensioni del V8 del SUV GM, quindi ha interconnesso gli sfoghi del vapore anteriori e posteriori con un nuovo tubo che si inserisce nel tubo di sfiato esistente del crossover anteriore che corre indietro verso il radiatore.

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Dato che la Vette era comunque all’MCS, Jason ha deciso di far controllare lo stato di avanzamento della vettura sul suo telaio Mustang dyno. Inizialmente, la Vette ha prodotto 539 libbre di coppia a 5.950 giri/min, con 613 CV alla spina a 6.0006.100 alle ruote, ma la potenza è scesa drasticamente oltre quel punto. I motori LS7 di serie sono in linea retta a 7.000 giri e la Vette è stata “potenziata” con due turbo gemellati. Anche a “soli” 7 psi di spinta con piccoli turbocompressori, avrebbe dovuto produrre molta più potenza di fascia alta. MCS ha anche osservato che la pressione del carburante è diminuita gradualmente dall’inizio della corsa fino a 6.800 giri al minuto, diminuendo complessivamente di 7 psi.

A questo punto, Jason ricordava di aver sperimentato occasionalmente una potenza ridotta, apparentemente casuale e sempre non ripetibile. “Ho pensato di far esaminare il problema alla MotorCity lungo la strada, ma quando mi sono allontanato dalla MotorCity dopo la corsa al banco, l’auto è entrata improvvisamente in modalità a potenza ridotta”. Ha riportato l’auto zoppicando fino alla MCS. La procrastinazione non era più un’opzione.

HOT ROD aveva già lavorato con MotorCity in precedenza sui salvataggi nell’area di Detroit, quindi il proprietario Billy Briggs sapeva che il problema avrebbe potuto essere un interessante banco di prova per la rivista. Incuriositi dalla possibilità di salvare un’auto di ultima generazione ad alta tecnologia, tanto per cambiare, siamo saltati subito a bordo.

La diagnosi

La prima regola dei motori turbo è che sotto spinta, è dannatamente meglio che ci sia una pressione del carburante sufficiente, altrimenti il motore potrebbe funzionare magro, portando alla preaccensione, al battito del motore e, in ultima analisi, a costosi danni al motore. La preaccensione si verifica quando la combustione della miscela aria/carburante nel cilindro si avvia correttamente in risposta all’accensione da parte della candela, ma una o più sacche di miscela aria/carburante esplodono al di fuori dell’involucro del fronte di combustione normale. È particolarmente distruttivo se il pistone continua ad alzare il foro sulla corsa di compressione quando le valvole non sono completamente chiuse.

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Un altro problema che può verificarsi se il motore non riceve abbastanza carburante è “sovraccaricare” gli iniettori di carburante per compensare la perdita di pressione. L’overdrive è quando l’iniettore di carburante (che in realtà è solo un interruttore a solenoide elettrico) viene tenuto aperto dal computer per la maggior parte del tempo nel tentativo di fornire al motore la quantità di carburante necessaria. L’overdriving degli iniettori di carburante crea un circolo vizioso di esaurimento del carburante mentre il carburante si riversa fuori dalla rotaia del carburante nei cilindri. Questo non solo rende difficile mantenere la pressione del carburante nel sistema, ma riduce anche drasticamente la durata degli iniettori a causa di tempi di attesa eccessivi che superano il ciclo di funzionamento nominale degli iniettori.

Il Fix: Alimentazione del carburante

Anche se Jason non guidava regolarmente l’auto ad alti regimi, la potenziale gravità del sistema di alimentazione instabile ha reso obbligatoria la sua riparazione prima di andare oltre. Gli iniettori di carburante da 60 libbre all’ora della Vette avrebbero dovuto essere adeguati alla potenza prevista e al livello di boost della vettura; il problema è stato in primo luogo quello di fornire carburante sufficiente. La soluzione è stata una Lonnies Performance twin in-tank pump e unità di invio. Offerto per molte applicazioni GM di ultimo modello, il sistema “base” Lonnies, installato sulla Vette di Jason, supporta fino a 1.100 cavalli della ruota posteriore (rwhp); le pompe opzionali possono aumentare questo valore fino a 1.350 rwhp. Le configurazioni sono compatibili sia con la benzina che con l’E85.

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L’utilizzo di pompe gemelle aiuta a mantenere basse le temperature del carburante, mentre la seconda pompa è disponibile solo quando le esigenze del motore lo richiedono. Per fornire il carburante necessario su motori ad alta potenza come quello di Jason, Lonnies utilizza una configurazione a ritorno completo al posto della configurazione senza ritorno di stock. Il Gala di MotorCity Speed crede fermamente che “Lonnie ci sta lavorando per quanto riguarda la costruzione di pompe di carburante con prestazioni di qualità “OE”. Abbiamo provato quasi tutti i sistemi di aggiornamento delle prestazioni del carburante, e possiamo dire che Lonnie ha i migliori per quanto riguarda la qualità, la durata e le prestazioni”.

Il serbatoio del carburante deve essere rimosso (un lavoro di routine sulla Vette a tenuta stagna) e inviato a Lonnies per la modifica per accettare il montaggio della pompa gemella e dell’unità di invio, ma almeno la pompa stessa si inserisce direttamente nel cablaggio di fabbrica. Il kit di Lonnies comprendeva anche un regolatore di pressione del carburante a velocità crescente, con riferimento alla pressione del carburante, che permette di indicizzare la pressione del carburante per aumentare la pressione, rendendo facile sposare l’aumento della pressione del carburante con l’aumento della pressione di alimentazione per aumentare la pressione di spinta.

Il Fix: Gestione del motore

Come ricevuto, il computer (aka unità di controllo del motore, o ECU) è stato calibrato utilizzando un ibrido di una densità di velocità 1-Bar collettore sensore di pressione dell’aria (MAP) che controlla il vuoto e la spinta, un sensore di flusso d’aria di massa (MAF) che misura il flusso d’aria e la temperatura dell’aria in ingresso attraverso il tratto di induzione, e un sensore di posizione dell’acceleratore (TPS) che controlla l’angolo della lama sul corpo dell’acceleratore GM stock. Secondo l’esperienza di MCS, il sensore MAF di serie non è in grado di monitorare con precisione il flusso d’aria molto più elevato che si incontra in un’applicazione con turbocompressore. Invece, MCS ha mantenuto il MAF solo per il monitoraggio della temperatura dell’aria in entrata, poi ha ricalibrato ampiamente il computer GM utilizzando la suite di software VCM di HP Tuners per lavorare sotto la pura misurazione della densità di velocità, basando la curva del carburante sulle letture fornite da un sensore MAP a 2 barre di accelerazione più il TPS esistente e il numero di giri del motore. “Riteniamo che questo offra un maggiore controllo sulla curva del carburante sotto diversi livelli di boost”, sostiene Gala.

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Il computer Vette ’06 Vette non può essere direttamente boost referenziato, così MCS ha installato il controller elettronico programmabile eBoost2 di Turbosmart che offre un controllo preciso del livello di boost, ed è regolabile dal driver tramite diverse preimpostazioni nel caso in cui Jason decidesse di alzare lo stoppino in futuro.

Il sistema di alimentazione, il controllo del boost e le correzioni di calibrazione valevano complessivamente 28 libbre e 41 CV. Il picco di coppia è stato anche ampliato con l’auto ora 567 lb-ft da 5.8505.950 giri/min. La potenza di picco a 6.100 rpm salì a 654 rwhp¿ , ma più di 6.100 uscite caddero comunque fuori dai binari. A questo punto, il treno di valvole è diventato il principale sospetto, Gala ha commentato che “sembrava che potesse essere un galleggiante per valvole o un problema di controllo delle valvole”.

Il Fix: Valvetrain

Il controllo del treno valvole è un complesso equilibrio tra la pressione delle valvole, il peso del treno valvole, la configurazione del bilanciere e la corretta geometria complessiva. Per cominciare, la valvola, il bilanciere e l’asta di spinta devono essere il più leggeri possibile senza sacrificare la durata. Jason stava eseguendo ingombranti bilancieri a rullo/articolatore a punta di rullino Brand-X. Non solo sono pesanti, ma il materiale e i processi di produzione sono sospetti su queste unità prodotte in mare aperto. Per finire, il rapporto tra i bilancieri era solo 1,7:1, non lo speciale 1,8:1 generato dai bilancieri originali GM LS7. Il motore non “vedeva” tutto l’alzo delle valvole che avrebbe dovuto avere, l’ennesimo killer di potenza di fascia alta.

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MCS voleva un bilanciere migliore con il giusto rapporto. E quel rocker migliore è, che ci crediate o no, l’unità non regolabile OE GM 1.8:1 LS7 a investimento non regolabile. I bilancieri sono sia leggeri che ragionevolmente robusti. Criticamente, posizionano meno peso sull’estremità della punta del braccio, migliorando il controllo delle valvole ad alto numero di giri e la stabilità.

Il bilanciere GM LS ha un anello debole: la sua cerniera e il suo cuscinetto sono marginali oltre i 6.000 giri al minuto. Billy Godbold di Comp Cam spiega: “Se si considerano tutti i fallimenti dei bilancieri di fabbrica nelle applicazioni da corsa o su strada ad alto numero di giri, sono sicuro che oltre il 99 per cento di essi sono collegati al cuscinetto e all’orecchione OEM”.

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La correzione vera e propria è uno dei segreti del valvetrain LS meglio custoditi: Il kit di aggiornamento relativamente economico di Comp Cam per i bilancieri LS di serie che converte un bilanciere di serie serie della serie LS in una configurazione con bilanciere a rullo catturato. La cerniera di serie in metallo polverizzato utilizza un cuscinetto pressato e leggero. L’orecchione di ricambio Comp è realizzato in acciaio billet SAE 8620 con superficie di appoggio a terra, utilizza un cuscinetto ad alte prestazioni ingabbiato e catturato di produzione USA, e incorpora anelli a scatto esterni Truarc per trattenere positivamente i cuscinetti nelle applicazioni più gravose.

La lunghezza dell’asta di spinta diventa fondamentale per ottenere un corretto precarico del sollevatore e una geometria ottimale del treno valvole su un treno valvole non regolabile. Le aste di spinta esistenti del motore erano lunghe circa 0,200 pollici di troppo. MCS le ha sostituite con unità a mensola da 38 pollici x 0,080 pollici x 7,800 pollici-OL Trend cromo-molibdeno a mensola Trend. Una volta raggiunta la geometria e il precarico corretti, il leggero bilanciere GM è più che adeguato per controllare il movimento delle aste di spinta.

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Con l’aggiornamento della cerniera di Comp e la geometria corretta, Gala dice che i bilancieri LS di serie sono adatti a passare attraverso il livello di 950 CV con camme a rullo idraulico: “Sono affidabili senza l’alto costo di buoni modelli a corsa completa con montaggio ad albero”. Se è davvero necessario un treno di valvole regolabile, in genere su motori da 1.000 CV con camme a rulli pieni oltre i 7.000 giri al minuto, il sistema LS si sposta fino alle configurazioni di fascia alta con montaggio su albero Jesel.

Mantenere basso il peso del bilanciere a sua volta rende più facile la vita alle valvole. Gala dice: “Le molle avevano cinque anni, e non eravamo sicuri di cosa ci fosse sopra. Le abbiamo controllate, ed erano abbassate rispetto a quelle che usiamo normalmente”. “Normale” per MCS è un set di molle per valvole a doppio PAC con fermi in titanio e serrature temprate. Andando sul sicuro, MCS ha sostituito la configurazione esistente con i PAC. Resistere al turbo boost può essere difficile, e queste molle hanno un’abbondante pressione per garantire la stabilità a lungo termine del treno valvole e una potenza duratura.

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Risultati

A causa dei vincoli di spazio nello stretto vano motore della Vette, i turbocompressori gemelli sono sul lato piccolo per un motore da 7.0L. Questo può aiutare l’estremità inferiore, ma limita decisamente l’estremità superiore. Tuttavia, MCS ha stimato che il motore dovrebbe fare circa 700 CV alle gomme su circa 7 psi di spinta una volta che il carburante, la calibrazione, e il valvolame hanno lavorato insieme. Sicuramente, dopo la correzione della valvola, il picco di potenza è salito di 400 rpm; ora ha raggiunto il picco di 691 rwhp, un guadagno di 37 sul miglior numero di picchi raggiunto con il sistema di alimentazione e le regolazioni di taratura. Quando la curva è scesa oltre i 6.750 giri al minuto, la flessione è stata ora abbastanza lieve, con la vettura che continuava a sfornare 653 CV al massimo dei giri. La coppia massima è aumentata di altri 24 libbre di coppia, con 591 libbre di coppia alla spina. Rispetto alla configurazione di base, tutte le correzioni hanno portato ad un aumento di 52 libbre e 78 CV ai picchi, con una media complessiva di 47 libbre e 51 CV rispetto alla linea di base.

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Lezioni apprese

Quante volte l’abbiamo detto? L’intero veicolo e la sua trasmissione devono essere visti come una combinazione coordinata. Questo è più vero che mai su un’auto di ultima generazione ad alta tecnologia come la Corvette di Jason. I tempi in cui si avvitava solo sui pezzi sono finiti da tempo. Gala lo riassume sinteticamente: “Progetta l’intero pacchetto per il suo utilizzo finale. Non lesinare sul valvetrain. Non applicate il pensiero dei motori della vecchia scuola a un motore LS. Utilizzate una camma a doppio schema appositamente progettata per un’applicazione con turbocompressore”.

Vedi tutte le 21 fotoMAJOR PARTS AND PRICESInclude le principali parti “fisiche” dure necessarie per risolvere il problema. Non include i servizi di ricalibrazione del computer o software, la manodopera generica, la spedizione, le parti fabbricate o le tasse di vendita. La licenza di un singolo HP Tuners VCM Suite software costa circa 500 dollari, ma una messa a punto di questa complessità non è raccomandata per il fai-da-te medio. Prezzo 04/11/14 e soggetto a modifiche. GM part No. di ricerca per gentile concessione di Ken Casey, Elway Chevrolet, 800.345.5744. MarchioDescrizione della parteN. parte AMT. PriceSourceCost Auto Meter Manometro, pressione del carburante, serie Sport-Comp, 25/8″ od, 0100 psi, analogico, full sweep electrical35631Summit$228. 97 CMD Lubrificante, pressione estrema #3, 4oz tubeDRT-LUBE*1Summit$9.05 Camme Comp Kit cuscinetto, aggiornamento per cerniera del bilanciere LS13702-KIT1Summit$130. 97 GM Braccio, bilanciere a valvola, produzione LS7, scarico (senza offset), rapporto 1,8:1 (include bullone di ritenzione)125796178GMPD$92,08Arm, bilanciere a valvola, produzione LS7, aspirazione (offset), rapporto 1,8:1 (include bullone di ritenzione)125796158GMPD$83,60Pipe Asm.., spurgo dell’aria del refrigerante del motore (applicazione OE: molti ’05’11 SUV di medie dimensioni, furgoni G full-size)12605757161GMPD$23.50Pipe Asm., ingresso e uscita del riscaldatore227836521GMPD$37.07Sensore, pressione (MAP), 2-Bar, ident. No. 16235939 (applicazione OE: alcuni ’04’07 6,6L Duramax camion diesel e furgoni)126236711GMPD$71. 52 Lonnies Fuel System, fine ’03’07 Corvette, include in-tank doppia pompa del carburante ad alta potenza e mittente più cablaggio, interruttore Hobbs, tubi del carburante, rotaie del carburante, boost-referenced regolatore, e raccordiRX-C6-GSS340-DP-FS-PKG1Lonnies$1.725,00Hose Asm.., alimentazione e ritorno del carburante del motore, Teflon (maggiore durata e compatibilità E85)Teflon Upgrade1Lonnies$150,00 PAC Valvespring Kit, motore LS, prestazioni stradali, 0. 650″ max lift, include molle, fermi in titanio, serrature temprate e guarnizioni del corpo valvolaKS181Jegs$462.99 Summit Tool Kit, montaggio/rimozione del cuscinetto a cerniera del bilanciereSME-9060111Summit$49. 97 Trend Pushrod, bilanciere, serie a mensola, 1 pezzo senza centro-molibro cromato, 3/8″ od x 7.800″ OLT780805316Trend$108. 48 Turbosmart Unità di controllo, turbocompressore boost, eBoost2, 66 mm, nero, include incorporato manometro digitale boostTS-0301-10111Summit$571.94 *Elencato e venduto come “Dart CMD Extreme Pressure Lubricant” sotto questo PN, ma questo è l’articolo originale CMD. TOTALE$3.745,14Mostra tutto Vedi tutte le 21 foto

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