Înțelegerea tehnologiei de înaltă performanță Valvetrain - Revista Engine Builder
Părțile devin mai ușoare, mai puternice și capabile să producă mai multă putere ca niciodată. Una dintre forțele motrice din spatele acestor progrese a fost proliferarea capetelor cilindrilor de pe piața pieselor de schimb care necesită componente unice de valvă. În plus, noile tehnici de proiectare, modelare și fabricație asistate de computer fac mai ușor și mai rapid pentru furnizorii de componente valvetrain să dezvolte piese noi în timp record. Adăugați la acestea recentele progrese în știința materialelor și tehnologia de acoperire și puteți vedea de ce constructorii de motoare au o gamă mult mai largă de produse de tip valvetrain din care să aleagă atunci când construiesc un motor de performanță.
PUNEREA VALVETRAINULUI PE O DIETĂ
Greutatea este întotdeauna un factor major de luat în considerare la alegerea componentelor individuale ale trenului de valvă. Greutatea mai mică este aproape întotdeauna mai bună, deoarece reduce sarcina arcurilor supapelor și permite motorului să rotească mai multe rpm pentru o putere mai mare.
Fiecare gram de reducere a greutății în valvetrain adaugă un potențial de 35-40 rpm motorului. Deci, o reducere a greutății de 10 grame ar putea, teoretic, să adauge cu 350 până la 400 rpm la motor, fără alte modificări ale trenului de valvă (aceleași arcuri etc.).
Cu toate acestea, dacă componentele trenului de valvă sunt prea ușurate, crește riscul de îndoire sau spargere a ceva. În consecință, doriți cele mai ușoare piese posibile, care sunt încă suficient de puternice pentru a face față presiunilor arcului supapei și rpm-urilor pe care le va genera motorul.
O modalitate de a reduce greutatea este de a înlocui componentele din oțel de vânătoare cu cele fabricate din materiale mai ușoare, cum ar fi aluminiu sau titan. Acestea includ brațele oscilante din aluminiu forjat sau cu palete, dispozitive de fixare a arcurilor supapelor din titan, supape din titan, chiar și arcuri din titan.
Balansierele din aluminiu oferă de obicei o oarecare reducere a greutății față de brațele oscilante din oțel ștanțate și o durabilitate sporită. Majoritatea au suport de rulment cu ac și vârfuri cu role pentru a minimiza fricțiunea și uzura. Atunci când balansierele din oțel stoc sunt înlocuite cu balansierele din aluminiu, același raport de ridicare va adăuga adesea un plus de 15 până la 40 de cai putere, doar datorită reducerii fricțiunii. Dacă se folosește un raport de ridicare mai mare, poate fi extrasă și mai multă putere de la motor prin creșterea ridicării efective a arborelui cu came.
Creșterea raportului de ridicare adaugă cai putere cu pierderi mici sau deloc în cuplul de rotație scăzut, calitatea de mers în gol sau vidul. Prin deschiderea și închiderea supapelor la un ritm mai rapid, motorul curge mai mult aer pentru același număr de grade de durată a supapei. Balansierele cu ridicare ridicată reduc, de asemenea, cantitatea de deplasare a ridicatorului necesară pentru deschiderea supapelor, ceea ce reduce fricțiunea și inerția ridicatoarelor și a tijelor de împingere care trebuie depășite de arcurile supapelor pentru a închide supapele.
Prin analiza tensiunilor și sarcinilor de pe brațele basculante cu programe de calculator fanteziste (analiza elementelor finite), producătorii găsesc noi modalități de a prelucra cu CNC mai multă greutate fără a sacrifica rezistența sau durabilitatea. Rezultatul este un produs și mai bun, care poate rezista la presiuni și rpm mai mari ale arcului.
Randy Becker Jr. de piese Harland Sharp Custom Speed Mfg. Co., din Strongsville, OH, spune că compania sa își va extinde „seria Diamond” de brațe basculante super-ușoare prin adăugarea de bascule pentru micul bloc Chevys la începutul anului 2007. „Am ieșit cu bascule ușoare din seria Diamond pentru blocul mare Chevys despre acum un an și acum vom oferi același lucru pentru blocurile mici. Balansoarele sunt prelucrate la 45 ° în zone cu tensiuni reduse pentru a elimina 8-10 grame de greutate. Rockerele din seria Diamond vor fi disponibile în rapoarte de stoc și rapoarte mai mari. Majoritatea oamenilor doresc un raport de ridicare mai ridicat. Aș spune că depășesc ratele stocurilor cu o marjă de 10 la 1 ", spune Becker.
ROCKER-URI MONTAJ
O altă schimbare care are loc astăzi în brațele basculante este o mutare înapoi la basculanții montați pe arbore. Pe măsură ce presiunile arcului cresc, balansierele montate pe știfturi tind să se flexeze și să se rupă. Instalarea unei centuri de prindere peste balansoare adaugă un plus de rigiditate și rigiditate trenului de supapă, dar, de asemenea, interferează cu reglajele supapelor și necesită capacele supapelor mai înalte.
Balansierele montate pe arbore, în comparație, sunt mai puternice, deoarece arborele oferă același tip de suport rigid ca și brâul. De asemenea, arborele menține balansierele într-o mai bună aliniere, eliminând necesitatea unei plăci de ghidare separate pentru tije. Acest lucru reduce flexibilitatea în vana superioară la rpm ridicate pentru un control mai bun al supapei. Arborele poate furniza, de asemenea, presiune de ulei balansoarelor pentru a îmbunătăți lubrifierea și pentru a reduce frecarea prin coborârea ușoară a punctului de pivot al balansoarelor în raport cu supapele și tijele de împingere. Geometria îmbunătățită a balansoarelor montate pe arbore reduce fricțiunea între vârfurile brațelor și partea superioară a supapelor și este de obicei bună pentru un plus de 15-20 de cai putere fără alte modificări.
Dave Grob de la Jesel Inc., Lakewood, NJ, spune că compania sa a adăugat 50 de noi kituri de basculare la linia sa de produse anul acesta. Acestea includ noi aplicații pentru rockere J2K în stil fascicul, rockere din seria Pro, rockere din seria Comp și rockere din seria Sportsman.
Jesel folosește un design unic de basculă care montează basculantele pe grinzi individuale scurte, mai degrabă decât pe un arbore basculant lung. Balansierele din aluminiu purtătoare de ac sunt montate pe suporturi din oțel prelucrate CNC și sunt disponibile în diferite compensări și rapoarte de ridicare de până la 2,4: 1, care sunt utilizate de unele curse NASCAR și Pro Stock.
„Rockerii cu ridicare ridicată sunt populari în rândul multor oameni, dar observăm, de asemenea, o tendință de revenire la rapoarte mai mici în anumite cazuri. Furnizorii arcurilor cu supape oferă astăzi arcuri care pot livra până la 500 lbs. de presiune închisă a scaunului și 1.500 lbs. de presiune deschisă. Așadar, mersul cu un basculant cu un raport mai mic reduce sarcina pe tije de împingere, ridicatoare și lobi cu came. ”
Grob a spus că Jesel introduce și două noi basculante din oțel în linia sa din seria Pro, inclusiv basculante din oțel J25 ușoare prelucrate cu 4 axe CNC pentru aplicații care necesită rezistență suplimentară și basculante din oțel J35 prelucrate cu 5 axe CNC, care au fost inițial dezvoltate pentru NASCAR. El spune că balansierele din oțel sunt de fapt mai ușoare decât multe balansoare din aluminiu și au un moment mai mic de inerție.
Un alt produs nou de la Jesel este urmăritoarele din oțel cu came pentru motoarele Ford OHC. Următoarele reproiectate pot fi instalate fără a fi nevoie să scoateți arborele cu came.
Pentru aplicații exigente cu căldură ridicată, T&D Machine are o nouă linie de bascule ușoare din oțel pentru supape de evacuare. „Acestea sunt în primul rând pentru aplicații de rezistență în care viața de oboseală este esențială”, a spus Loren Kreck. „Balansierele sunt puțin mai grele decât balansierele din aluminiu, dar numărul lor de forță de rotație este cam același. Basculantele sunt disponibile într-o gamă de rapoarte de ridicare și pot fi utilizate cu tije standard. ”
UNDE REDUCEREA GREUTĂȚII AJUTĂ CEL MAI MULT
Reducerea greutății balansoarelor reduce masa alternativă a trenului de valvă. Dar reducerile de greutate de pe partea supapei de bascule au de obicei un impact mai mare asupra potențialului rpm al motorului decât reducerile de greutate de pe partea tijei de împingere. Iată de ce: decalajul brațului basculant creează un efect de pârghie care înmulțește economia de greutate pe partea supapei cu raportul de ridicare basculant. Pe un bloc mic Chevy cu un raport de basculare de 1,5: 1, fiecare gram de greutate eliminat pe partea supapei valorează 150% din orice economie de greutate pe partea tijei de împingere.
În consecință, tăierea a 6 grame de greutate de pe partea supapei valvei prin folosirea dispozitivelor de fixare ușoare a arcurilor supapelor sau a supapelor mai ușoare are același efect net ca tăierea a 4 grame de greutate de la ridicatoare sau tije de împingere.
RPM-uri mai mari necesită arcuri de supapă mai rigide și/sau arcuri de supape multiple care plasează sarcini mai mari pe basculante, tije de împingere, ridicatoare și lobi cu came. Așadar, reducerea greutății valvelor înseamnă că puteți obține același tur cu o presiune mai mică a arcului, o frecare mai mică și o uzură mai mică.