Porting della testa del cilindro – Lo Zen del flusso

Prendi un salto nel fare potere con il Maestro Porter Mike Chapman

Vedi tutte le 9 fotoWill HandzelphotographerMike ChapmanwriterMay 17, 1998

Il macinino è in mano. Le testate dei cilindri dei motori da corsa si trovano davanti a voi. Sei pronto a fare un po’ di potenza, vero? Beh, non esattamente. Probabilmente è importante che io lo condivida con voi. Di tutte le lezioni che ho imparato nelle corse, la più difficile è stata come fare più potenza con le porte e le camere di combustione di un motore. La mia azienda, Chapman Racing Heads, forse oggi sta creando delle grandi teste, ma, e questo è difficile da dire, per circa i primi due anni in cui ho lavorato sulle teste, ogni auto da corsa che aveva un po’ del mio lavoro al suo interno è andata più lentamente. E’ stato orribile, ma ho imparato un sacco di cose facendo questi errori.

Continuo a imparare, ma vedo meno persone entrare nel design portuale, che è una delle ragioni per cui ho voluto fare questa storia – spero di suscitare un certo interesse in questo campo. Credo che la mancanza di interesse sia dovuta alla disponibilità e al basso costo delle teste con porte CNC (che la mia azienda, insieme a Weld Tech e a poche altre aziende, produce e vende). La gente ora pensa che non ci sia altro da guadagnare in questo settore, il che non è vero. Se vuoi lavorare in questo settore ma non sai da dove cominciare, spero che questo ti aiuti ad imparare alcune nozioni di base del flusso.

È una forma d’arte

Ancora oggi ci sono cose che incorporo nei progetti di porte o camere delle nostre teste che producono energia, ma molti dei progettisti e degli ingegneri con cui collaboro non sanno perché funzionano. Queste sono cose che ho imparato con l’esperienza, ma a parte questo, non posso darvi un’equazione matematica che mostri il motivo per cui producono energia. Per questo motivo, c’è ancora molto da imparare nell’arte del flusso.

Quando ero giovane in questo settore, le testate dei cilindri su cui lavoravo riuscivano a fluire, il che rendeva il potere. Il problema era che non era energia utilizzabile. Non avevo alcuna esperienza – niente panca di flusso, niente banco di flusso, niente banco di lancio, niente simulatori al computer, niente. Sono andato al negozio con il macinino e mi sono dato da fare. Questo si vedeva nei risultati.

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Il mio suggerimento è che se volete modificare alcune porte, o anche la porta corrisponde alle vostre teste e all’aspirazione, dovreste prima leggere questa sezione sul flusso, poi leggere tutto quello che potete trovare. Parlate con i costruttori di motori di talento di quello che vedono lavorare sul banco di flusso e sul banco di lancio. Poi, se volete portare qualcosa, esercitatevi su alcune teste che sono danneggiate o comunque non preziose per imparare cosa le fa fluire. È un gioco difficile da portare avanti, ma ci sono dei guadagni da fare. Spero che questo vi salvi dall’effetto rallentamento che ho sperimentato.

Charge Motion

Detto questo, è ora di iniziare a parlare di cavalli. Come molti giovani capi portatori, quando ho iniziato le mie priorità erano tutte sbagliate. Volevo il massimo flusso d’aria attraverso le bocche di aspirazione e di scarico al massimo dell’alzata delle valvole. Il risultato sarebbe stato fantastico se fossimo stati dei banchi di flusso da corsa, ma non lo siamo stati. Quello che ho imparato nel corso degli anni rientra in un termine che io chiamo movimento di carica. Questo termine definisce la forza, la direzione e la condizione della carica di aria/carburante che entra nel cilindro attraverso la valvola di aspirazione. Se si ha un buon movimento di carica, il cilindro continuerà a riempirsi anche dopo che il pistone ha raggiunto il punto morto inferiore (BDC) e la carica aria/benzina si disperderà uniformemente nella camera. Queste due cose, lavorando insieme, producono potenza in cavalli.

Ho scoperto che si può avere una testa che scorre 20 cfm in più di una testa simile, ma il motore dotato della testa che scorre più alta non vale una leccata e la testa con meno flusso scorre forte, e questa è la verità. Questo perché abbiamo a che fare con il movimento di carica.

Tutto questo risale al modo in cui ci si avvicina al sistema. Sì, stiamo testando il flusso d’aria sui banchi di flusso. Ma quelle porte devono essere scolpite in modo che il motore riceva la stessa quantità di miscela fredda di aria e carburante, in un rapporto di circa 12:1 o 14:1, scorrendo oltre la valvola di aspirazione mentre è aperta. Poi, le bocche di scarico devono eliminare la miscela estremamente calda di gas e particolato. Questo potrebbe sembrare facile, ma aggiungete la sovrapposizione delle valvole nella miscela ed è necessario preoccuparsi di eliminare la carica iniziale di aspirazione dallo scarico. Questo può far sembrare che il vostro flusso a basso sollevamento non funzioni nel motore, quando in realtà state solo pompando la miscela aria/benzina direttamente dallo scarico. Vedete come il design della porta e della camera sono molto più di un semplice flusso di picco?

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Anche la distribuzione

E’ stato dimostrato che quanto più il processo di combustione è completo su tutta la superficie della camera, tanto minore sarà la detonazione e tanto maggiore sarà la forza generata dalla combustione della miscela aria/carburante che andrà a spingere il pistone lungo l’alesaggio. Ciò si traduce in una maggiore potenza di uscita. Quindi come si fa a sapere se si ha questo tipo di combustione? Si studia il carbonio rimasto nella camera di combustione dopo che il motore è stato fatto funzionare.

Ho imparato molto guardando l’accumulo di carbonio nella camera di combustione dopo che un motore da corsa è stato smontato, e anche voi potete farlo. Molte camere di combustione in un tipico motore a benzina, camera a cuneo, valvola a cuneo, valvola in testa, motore a camme in blocco mostreranno un’area pulita tra la valvola di aspirazione e la parete della camera di combustione. Tutti, me compreso, pensavano che questo fosse il combustibile che lavava la camera di combustione pulita in quell’area. Ma non è così.

In realtà, in quella zona non c’è combustibile da bruciare. E’ tutto ammucchiato sul lato dello scarico della camera. Attraverso prove di acquisizione dati in tempo reale, gli ingegneri hanno scoperto che il fronte della fiamma di combustione viaggia in modo non uniforme attraverso la camera di combustione. Ciò ritarda il processo di combustione e riduce l’efficacia del processo di combustione spingendo il pistone lungo il foro. Sono d’accordo con gli ingegneri, perché quando abbiamo iniziato a cambiare la forma della porta per ottenere una colorazione più uniforme del carbonio attraverso la faccia della camera, ciò che io definisco migliorare il vortice nell’alesaggio, i motori hanno funzionato meglio con una minore fasatura dell’accensione e hanno reso più potenza complessiva.

Anche io sono rimasto sorpreso da quanta differenza abbia fatto. Non penseresti di poter fare qualcosa all’interno dei porti che possa influire sui viaggi delle fiamme, ma lo fai quando influisci su dove va il carburante.

Dadi e bulloni

Se volete portare le vostre teste ma non sapete da dove cominciare, probabilmente avete letto questa storia alla ricerca dei dadi e dei bulloni di come porto le teste per il potere. Il problema è che ci sono poche cose sicure in questo gioco. Per esempio, per anni si è pensato che il miglior progetto di porta di aspirazione fosse una porta di tipo Venturi con il raggio interno alla valvola basso e la porta che gira piuttosto bruscamente nella valvola di aspirazione. La marea sta girando, però. La nuova testa Chevy SB2 usata nella NASCAR Winston Cup ha una porta di aspirazione che assomiglia a una scheda 2×4 puntata con un angolo ripido proprio nella parte superiore della valvola di aspirazione. Funziona? Puoi scommetterci! Le porte assomigliano a tutto il resto? No. È un altro caso di un modo diverso di produrre energia.

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I dadi e i bulloni che posso darvi in questo breve racconto comincerebbero con il non considerare i numeri di flusso come tutto, sono una parte del puzzle. Dovreste anche considerare il modo in cui l’aria scorre mentre attraversa le porte, il suono dell’aria che scorre, e i metodi che usate per fare i cambiamenti. Conducete i vostri test nel modo più scientifico possibile, in modo che i risultati siano ripetibili. Prendete nota delle vostre modifiche.

Penso che il design del porto e della camera sia uno degli ultimi veri luoghi artistici rimasti in gara. Ci sono test in corso dalle tre grandi case costruttrici fino al pilota più basso. Tutti escogitano idee che possono funzionare. Non c’è bisogno di essere un geek di computer, un dottorando, un ingegnere o un pilota di una vita per partecipare a questo gioco. Se si spende il tempo e lo sforzo, ci sono ancora dei guadagni da fare. Penso che sia piuttosto eccitante, e spero che anche voi lo facciate.

Quindi, non abbiate paura di tirare fuori quel macinino per fare qualche cambiamento. Ma invece di farlo alla cieca, cercate di usare alcune delle lezioni combattute di altri per ottenere buoni risultati fuori dagli schemi. Poi, potete saltare alcuni dei rallentamenti che la maggior parte dei giovani capi-portatori incontra e passare direttamente al potere.

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