Mini-Stock Classes – Grande potenza da piccoli motori

Lo spostamento limitato significa che devi essere al top del tuo gioco quando si tratta di potenza di tomaking

Vedi tutte le 16 fotoJeff HuneycuttwriterNov 10, 2005

Le divisioni Mini-Stock che gareggiano con motori a quattro cilindri sono state originariamente concepite come un ottimo modo per permettere ai nuovi piloti di bagnarsi i piedi. Meno cilindri (e pollici cubici) significavano che le auto erano più lente, e le regole erano progettate per mantenere le cose a un prezzo accessibile. E’ ancora così in molte divisioni della Mini-Stock, ma altre sono diventate molto più competitive. Oggi, le classi a quattro cilindri su molte piste sono dotate di contatori di auto che sono gli stessi dei V-8, e la concorrenza è sempre più agguerrita.

Poiché lo spostamento massimo in molte classi di Mini-Stock è limitato a 2.500 cc o meno (152,5 ci), ogni piccolo bit di potenza che si può trovare è prezioso. I piloti e i costruttori di motori combattono per frazioni di mezzo chilo di coppia, quindi non dovrebbe sorprendere che in molte aree i motori Mini-Stock più competitivi siano avanzati quanto i loro V-8. Gruppi rotanti più leggeri, volani leggeri, manovelle e aste per piccoli viaggi, sistemi di cinghie e puleggie ad alta efficienza, e la lista continua.

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La differenza più grande tra i motori a quattro cilindri più comuni – i 2.3L di Ford e i motori Toyota 20R e 22R – e i V-8 è che questi minuscoli propulsori sono caratterizzati da un design più moderno delle camme in testa; l’eliminazione delle aste di spinta e del peso associato consente di avere motori più veloci, ma porta anche una serie di vantaggi quando si tratta di allestire il treno valvole. Ad esempio, se il vostroun sollevatore solido in una Ford 2.3, in realtà non si muove. Avete bisogno di un altro esempio? Ok, la lunghezza dello stelo della valvola è importante quanto il lobo dell’albero a camme quando si tratta di determinare l’alzata della valvola.

Protezione della camma

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Ma il valvolame, che per molti versi ha un design più efficiente e più semplice di quello che si trova in un tradizionale pushrodengine, ha anche i suoi punti deboli quando si tratta di corse. Cambiare l’albero a camme è una delle cose più efficaci che si possono fare quando si trasforma un motore progettato per il servizio su strada in un pezzo di hardware da corsa. Sia per l’aspirazione che per lo scarico, tutto ciò che si può fare per aumentare il flusso attraverso la velocità di apertura della valvola, la durata del tempo in cui rimane aperta (entro i limiti) e la portanza massima dovrebbe aumentare la potenza. Questo si traduce in alcuni lobi dell’albero a camme piuttosto radicali, e quando si combina questo con l’aumento della pressione della molla necessaria per controllare le valvole al massimo numero di giri, le condizioni iniziano a diventare piuttosto dure. Questo è stato particolarmente dannoso nei motori Ford 2.3. La soluzione è stata quella di prendere in prestito la tecnologia dal settore F1 e di avviare l’indurimento delle camme “nitruro”. Il processo di “Thenitriding” utilizza il gas ammoniaca e le alte temperature per infondere la camma con un nitruro ferroso sulla superficie e aumenta significativamente sia la durezza che la lubrificazione (quanto facilmente il materiale scivolerà contro un altro). Oggi, la maggior parte dei costruttori di motori utilizza camme nitrurate nelle applicazioni di allracing per il motore Ford. È facile riconoscere una di queste camme perché apparirà di colore nero opaco.

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Anelli Easy Ring

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I piloti hanno gareggiato con lo stesso blocco Ford 2.3 per oltre 20 anni. Quando Ford è passata all’iniezione di carburante, i costruttori di motori hanno semplicemente iniziato a praticare un foro nel blocco per la pompa del carburante; fortunatamente, Ford non ha mai apportato modifiche significative al blocco, e il boss della pompa del carburante rimane ancora.

Quindi immaginate che siano rimasti pochi grandi trucchi da scoprire quando si tratta di costruire questi piccoli motori. La migliore metallurgia e la progettazione consentono ai costruttori di perseguire parti più leggere, ma i guadagni che si fanno oggi sono in termini di frazioni di potenza.

Race Engineering è una delle principali aziende fornitrici dei costruttori di motori a quattro cilindri. I suoi componenti ultraleggeri, come le tristissime pulegge dentate a denti quadrati e rotondi e i set personalizzati di androdini a pistone, sono già ben noti tra i costruttori di motori. Ma il presidenteBob Koch dice di pensare che ci sia ancora più potenza nelle fasce elastiche dei pistoni.

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Oltre alle corse su pista ovale, Race Engineering è anche un grande fornitore di parti di motori per auto d’importazione, che di solito si occupano di drag racing, e sta cercando di utilizzare gli anelli leggeri progettati per Honda e altri produttori giapponesi e di utilizzarli nei motori Ford. Gli anelli semisemmetrici, dice, non solo sono più sottili, ma hanno anche una profondità radiale minore (lo spessore dal bordo esterno al bordo interno del cilindro) e una minore tensione contro la parete del cilindro quando non è sotto pressione. Sotto pressione, la pressione nel cilindro spinge gli anelli contro la parete del cilindro per fornire una tenuta adeguata, ma altrimenti gli anelli causano meno resistenza quando il pistone viaggia su e giù. La massa più leggera degli anelli provoca anche meno fluttuazioni dell’anello. Il flutter, dice Koch, è il più importante negli anelli pesanti, che hanno una maggiore resistenza ai cambiamenti di indietreggiamento. Gli anelli più leggeri hanno una minore quantità di moto, e quando il pistone cambia direzione tendono a rimanere seduti contro l’anello del pistone, il che migliora la tenuta.

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Tuttavia, gli anelli metrici più piccoli richiedono pistoni con scanalature ad anello tagliate tomatch. Inoltre non sono disponibili in alcuni dei soliti diametri. Kochs dice che se un costruttore di motori progetta di utilizzare alcuni degli anelli metrici più aggressivi, deve fare i piani appropriati prima di lavorare il blocco motore. Mentre gli anelli metrici di buona qualità sono disponibili nel popolare oversize da 0,030 pollici, altri alesaggi dei cilindri devono essere pianificati intorno alle dimensioni del diametro metrico disponibili. Koch dice che Race Engineeringoffre set di anelli e pistoni abbinati e può dare ai costruttori di motori le esatte dimensioni per lavorare il blocco in modo che tutto funzioni correttamente.

Le Toyotas stanno arrivando

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Per anni, i Ford sono stati la maggioranza schiacciante in tutti i livelli delle corse Mini-Stock, ma ultimamente la popolarità delle Toyotas tra i piloti è cresciuta in modo esponenziale. Molto di questo è dovuto al fatto che i motori sono abbondanti e si possono trovare in qualsiasi cosa, dalle Celiche ai pickup, e sono sia semplici che affidabili.

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LC Engineering afferma che tutte e tre le combinazioni di motori sono realizzabili per le corse su pista. Tutti e tre i progetti hanno utilizzato lo stesso albero motore e le stesse bielle di collegamento. Le altezze della coperta sui blocchi variano, e Toyota ha gestito questo modificando l’altezza di compressione sui pistoni. Il motore da gara di LC Engineering è chiamato “Stage Five” e può utilizzare qualsiasi testa. Hanno caratteristiche di flusso diverse, ma dopo il portwork sono tutti in grado di far scorrere gli stessi numeri. Le manovelle sono costruite in modo da accettare le aste Chevy, il che offre a LC Engineering una varietà di scelte più ampia quando si tratta di aste leggere per l’aftermarket. Secondo il dipartimento tecnico di LC Engineering, la più grande debolezza dei motori Toyota è la catena di distribuzione, che è una catena a fila singola in forma di stock. Si consiglia di passare a una catena a doppia fila in modo che possa resistere alle sollecitazioni delle corse, cosa che LCEngineering fa in tutti i suoi motori ad alta potenza.

Dinamica della valvola

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Come abbiamo detto prima, la differenza più grande tra un motore a camme in testa e il suo cugino pushrod a camme in blocco è il modo in cui il valvolame viene messo insieme. Se un sistema sia più difficile da costruire e mantenere è qualcosa che lasceremo agli altri da discutere, ma una cosa è certa: se si è abituati a costruire motori a camme in testa, costruire una testata per un motore a camme in testa da corsa è un animale completamente diverso. Può essere abbastanza difficile perché un cambiamento – come la profondità della sede della valvola – può avere effetti negativi su molte altre aree della testa.

Per questo motivo, siamo andati alla KT Engine Development come specialista della testa del cilindro Kevin Troutman ha ricostruito una testa a camme in testa per una Ford 2.3Lengine che gareggia in una classe Mini-Stock. Una delle maggiori difficoltà, dice Troutman, è stata quella di spingere i limiti di portanza delle valvole impostati dal libro delle valvole, mantenendo comunque tutto il resto corretto per assicurarsi che il motore sia in grado di funzionare.

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Dopo la pulizia e il controllo della pressione della testa, Troutman esegue tutte le fasi di lavorazione necessarie per riportarla alle specifiche. Le nuove sedi delle valvole sono, naturalmente, parte del pacchetto quando si ricostruisce una testa, ma sono critiche in un motore a camme in testa. Troutman deve assicurarsi che esse non rimangano solo il più basse possibile (per ridurre l’avvolgimento e minimizzare il volume della camera di combustione), ma deve anche cercare di mantenere le sedi alla stessa altezza l’una rispetto all’altra.

Purtroppo, quando si tratta di assicurarsi che la geometria sia corretta in una testa cilindro a camme in testa, il modo migliore è semplicemente quello di provare tutto. Anche se ha le stesse specifiche della camma precedente, se si installa un nuovo albero a camme si deve ricontrollare tutto perché la dimensione del cerchio di base influisce molto. Troutman inizia installando l’aspirazione, le valvole di scarico e le molle nella prima camera e facendo scivolare il nuovo albero a camme in posizione nelle torri a camme della testa. Dopo aver installato i bilancieri con rapporto 1,66:1 tra i sollevatori solidi e le valvole, imposta la frusta a 0,010 regolando l’altezza del sollevatore.

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Troutman sa già che le molle (che sono 100 libbre su questiat e 250 libbre sopra il naso) hanno più del necessario 0,060 a 0,070 gioco prima di andare in bobina legare al massimo sollevamento della valvola – per questa testa, è limitato a 0,450 pollici dalle regole per entrambe le valvole di scarico e di aspirazione. Con tutto quello che è stato installato, la sua più grande preoccupazione ora è quella di assicurarsi che l’albero a camme fornisca la giusta quantità di sollevamento alle valvole, rimanendo al centro delle pastiglie del bilanciere indurito.

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La regolazione del sollevatore è tutta una questione di alzare o abbassare l’inrelazione del sollevatore verso la parte superiore dello stelo della valvola. Naturalmente, facendo questo cambia anche il gioco. Per riportare la ciglia nella specifica, è necessario regolare l’altezza della parte superiore dello stelo della valvola (che influisce sull’altezza del lato della valvola del bilanciere). Se tutto questo suona confuso, è così. Cercheremo di semplificare le cose camminando attraverso l’allegato campione.

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Guardando la testa del cilindro dalla parte anteriore, la prima valvola per il cilindro numero uno è lo scarico. Il sollevatore è sul lato destro, la valvola è a sinistra e l’albero a camme ruota in senso orario. Le posizioni del sollevatore e della valvola per l’aspirazione di quel cilindro sono invertite. Per il nostro esempio, diciamo che l’alzata massima della valvola supera il massimo di 0,450 consentito dalle regole. Aumentando l’altezza dello stelo si può accorciare il sollevatore solido, che manterrà la sferzata uguale e ridurrà l’alzata. Questo può essere fatto sia installando nuove valvole con steli più lunghi, sia, se avete bisogno di fare solo una piccola modifica, macinando l’area della sede della valvola stessa. Questo permette alla valvola di posizionarsi più in profondità nella sede e di sollevare la punta dello stelo dall’altro lato della testa. Se è necessario aumentare il sollevamento, è possibile accorciare lo stelo macinando la punta dello stelo. Questo permette di sollevare il sollevatore mantenendo la frusta allo stesso modo. Basta fare attenzione a non macinare così tanto da causare problemi di gioco tra il bilanciere e il fermo a molla.

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È possibile controllare l’alzata della valvola utilizzando un indicatore a quadrante su una base metallica. Impostare l’indicatore in modo che viaggi sul fermo a molla parallelo al movimento della valvola. Ruotare l’albero a camme di 360 gradi e vedere come si muove il fermo. Una volta che l’aspirazione e lo scarico sono corretti, se le altezze della sede nella testa del cilindro sono tutte uguali, si dovrebbe essere in grado di fare le stesse modifiche al resto delle valvole. In ogni caso, assicuratevi di controllare sempre ogni valvola dopo il montaggio finale. Questo è l’unico modo per sapere che tutto sulla testa del cilindro funziona correttamente.

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