Mit Zylinderkopfanschlüssen die Extrameile gehen

Oct 02, 2023

Jeder Motorenbauer ist auf der Suche nach der ultimativen Leistungssteigerung. Wenn es um die Leistung des Zylinderkopfs geht, versuchen wir alle, den Luftstrom zu maximieren, um mehr Leistung zu erzeugen. Um dies zu erreichen, müssen Bauherren wissen, was sie manipulieren müssen, um Verbesserungen vorzunehmen. Diese Verbesserungen der Qualität und Quantität des Luftstroms resultieren aus der Portierung und Beseitigung von Einschränkungen.

Da jeder Zylinderkopf anders ist, erfordert das Erlernen der Verbesserung der Luftströmungseigenschaften viel Versuch und Irrtum und viele Stunden auf dem Strömungsprüfstand. Ein erfahrener Zylinderkopfspezialist wird sich auf die Formung des Kanals konzentrieren, um den maximalen Durchfluss bei minimaler Vergrößerung zu erreichen, sodass die maximale Ansaug- und Abluftgeschwindigkeit erhalten bleibt. Spezialisten versuchen außerdem, einen gleichmäßigen Durchfluss durch jeden Anschluss zu erreichen, sodass jeder Zylinder eine ähnliche Luftgeschwindigkeit erfährt.

Unabhängig davon, ob es sich um einen Zylinderkopf für eine Anwendung mit Zwangsansaugung oder um einen Saugmotor handelt, können durch Anschlussarbeiten Leistungssteigerungen erzielt werden, und heutzutage ist der CNC-Anschluss eine kostengünstige und schnellere Option gegenüber dem manuellen Anschluss.

„Eine Portierung machen, sie richtig machen, indem man Zeit aufwendet und sie perfekt macht, und dann digitalisieren, das ist der richtige Weg“, sagt Carmen Trischitta von CT Performance Machine. „Da von Hand zu sitzen, zu versuchen, zwei Zylinderköpfe fertigzustellen und durch acht Kanäle laufen zu lassen – das ist zu viel Arbeit. Heutzutage ist das irgendwie dumm, wenn Sie mich fragen. Machen Sie einen fertig und lassen Sie die Maschine das für Sie erledigen.“ ."

Die Vorteile des CNC-Ansatzes sind Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Geschwindigkeit. Ein CNC-gesteuerter Kopf muss jedoch nicht das Ende sein und sollte es in vielen Fällen auch nicht sein. Erfahrene Motorenbauer und Zylinderkopfspezialisten können CNC-Anschlüsse weiter verbessern, um für den Endkunden wirklich etwas Besonderes zu schaffen.

„Ich danke Zylinderkopfherstellern wie Frankenstein und Advanced Induction dafür, dass sie mich näher gebracht haben, und dann gehe ich auf die nächste Stufe“, sagt Trischitta. „Ich gehe dabei so vor, dass ich in dieses Loch schaue und darüber nachdenke, was mir nicht gefallen würde, wenn ich die Luft und das Kraftstoffgemisch wäre, das durch diese Öffnung strömt. Dann schneidere ich es.“ den Hafen durch meine Vision vom Weg, den das Luft-Kraftstoff-Gemisch nehmen wird.“

Es sind nicht nur die Anschlussarbeiten allein, die für eine spektakuläre Zylinderkopfleistung sorgen. Die kritischsten Bereiche eines Zylinderkopfes sind diejenigen, die bei höchster Geschwindigkeit und am längsten die meiste Luft durchlassen. Ihr Schüsselbereich, die Ventilfunktion, der Halsdurchmesser und die Brennkammer sind alles entscheidende Teile.

„Portierung ist nur ein Teil der Gesamtgleichung des gesamten Rezepts“, sagt Trischitta. „Es ist die Brennkammer. Es sind die Sitzwinkel. Es ist über und unter dem Sitz. Es ist am Flansch des Einlasses. Es geht durch den Einlass zum Drosselklappengehäuse oder Vergaser. Es passt alles an.“

Wenn Sie an einem Zylinderkopfanschluss arbeiten, versuchen Sie, ein Venturirohr zu erstellen, das von Hand oder durch CNC-Bearbeitung hergestellt werden kann. Allerdings haben Sie vielleicht bemerkt, dass CNC-Arbeiten oft einen Nachteil haben.

„Die Verwendung der CNC ist großartig, aber oft sieht man die Werkzeuglinien, die dem Ganzen einen Waschbretteffekt verleihen“, sagt Trischitta. „Einige CNC-Maschinen leisten damit bessere Arbeit als andere, aber Sie erhalten trotzdem einen gleichmäßigen Anschluss auf ganzer Linie. Von dort aus können Sie ihn von Hand anpassen.“

Carmens Werkstatt, CT Performance Machine, ist eine Motorenwerkstatt mit geringem Volumen, daher hat er die Möglichkeit, Endarbeiten von Hand durchzuführen, um einen sehr individuellen Zylinderkopf herzustellen. Andere Betriebe mit höherem Volumen müssen sich wahrscheinlich ausschließlich auf die CNC-Arbeit verlassen, und mit der heutigen Ausrüstung verlieren Sie auf diesem Weg nicht viel.

„Viele dieser Hersteller von Zylinderköpfen stellen wirklich großartige Komponenten her, die so wie sie sind eine gute Luftzirkulation ermöglichen, aber sie schätzen auch eine schöne Endbearbeitung, die noch einen Schritt weiter geht“, sagt er. „Leute, die einen Motor nach dem anderen herausdrehen, werden nicht da sitzen und diese Art von Portierungsarbeit von Hand erledigen. Ich habe nicht so viel Lautstärke, ich habe eine niedrigere Lautstärke, also jedes Stück Das tue ich, ich werde es so gut ich kann von oben bis unten durchgehen. Ich werde all meine Mühe hineinstecken, angefangen beim Flansch, über die Brennkammer bis hin zum Schieben Sie den Ventilsitz bis ganz nach oben in den Anschluss und vergewissern Sie sich dann, dass der Einlass übereinstimmt.

Bei der Suche nach dem letzten Quäntchen Effizienz spielen Faktoren wie Form, Querschnitt, Oberflächenbeschaffenheit und Gesamtvolumen der Anschlüsse eine Rolle. Anschlüsse mit größerem Volumen scheinen eine gute Idee zu sein, aber mehr Volumen kann oft einen Drehmomentverlust aufgrund einer geringeren Luft-/Kraftstoffgeschwindigkeit bedeuten, insbesondere bei niedrigeren Motordrehzahlen. Wenn die Volumenzunahme zu weit geht, kann sie sogar zu einer Umkehrung oder Stauung des Luftstroms führen, wobei die Luft buchstäblich aus der Brennkammer in Richtung Ansaugkrümmer zurückströmt.

Durch den Einsatz einer Durchflussbank können Sie während des Tests feststellen, ob Sie einen guten Port haben oder nicht. Es beginnt zu spritzen und zu stottern, wenn die Luft nicht zum Ventil gelangen kann, weil die Luftgeschwindigkeit zu hoch ist.

Mithilfe einer Sonde können Sie feststellen, wo der Port zu schnell ist. Ist es vor der Kurve zu schnell? Ist es auf der Kurvenseite zu schnell? Ist es im Bereich der Stößelstangenklemmung zu schnell? Hier kommt es darauf an, einen Port gut abzustimmen und dafür zu sorgen, dass er gut läuft.

Zylinderkopfanschlüsse sind etwas, das man durch Wiederholung entwickelt. Sie nehmen subtile Änderungen vor und sehen, ob es dadurch besser oder schlechter wird. Luft muss wie ein Trichtereffekt strömen. Vorne beginnt es größer und je weiter man sich dem Ventil nähert, desto kleiner wird der Anschluss. Idealerweise ist Ihr Halsbereich oder Ihr Sitzring die kleinste Stelle im gesamten Port. Das Begradigen der Ports bei gleichzeitig möglichst geringer Lautstärkeerhöhung ist daher der gängigste Ansatz.

„Wenn ich mir vorstelle, was der Luft nicht gefällt, sehe ich diese Unebenheiten so, dass sie verschwinden und aus dem Weg gehen“, sagt Trischitta. „Ich werde versuchen, es hineinzudrehen und die Luft um die Führung herum zu bekommen. Wenn die Luft um die Rückseite der Führung herumkommt, auf die Rückseite des Anschlusses trifft und dann aus dem Ventil austreten möchte – Sie wollen diese Luft. Das hilft.“ Ich stelle es mir wie einen Windkanal vor und wie eine kleine Änderung an einem Spoiler die Luft in einen ganz anderen Weg lenkt. Ich versuche, die Luft abzulenken und sie dorthin zu bringen, wo sie hin muss – um dieses Ventil herum.“

Etwas, was Carmen bei seinen Motorkonstruktionen auch immer macht, ist die Anpassung des Zylinderkopfs an den Ansaugkrümmer. Dies trägt dazu bei, die Effizienz der gesamten Luft, die Sie in den Motor stopfen möchten, zu maximieren.

„Jeder Einlass eines Motors, den ich baue, ist individuell auf den Zylinderkopf zugeschnitten, auf dem er sitzt“, sagt Trischitta. „Der Ansaugkanal im Krümmer ist lediglich die Verlängerung des Ansaugkanals des Zylinderkopfs. Stellen Sie sich vor, Sie haben diesen Kopf und er strömt auf einer Fließbank mit 450–480 cfm. Was passiert, wenn Sie einen Ansaugkrümmer darauf setzen? Passt der Ansaugkanal nicht zum Anschluss des Zylinderkopfs? Das ist der Hammer! Wenn Sie in Ihre Zylinderköpfe einsteigen wollen, ist es eines der wichtigsten Dinge, ihn mit dem richtigen Ansaugkrümmer zu versehen und diesen Anschluss anzupassen. Sie versuchen, den Anschluss und den Flansch zusammenzubringen.“

Ganz gleich, welche Art von Hafenarbeit Sie durchführen, das Wichtigste, was Sie im Hinterkopf behalten sollten, ist, dass es beim Handportieren auf Geduld ankommt. Beginnen Sie immer klein und gehen Sie bei Bedarf größer vor. Wenn Sie bei der Menge des zu entfernenden Materials konservativ beginnen, vermeiden Sie eine Reihe potenzieller Probleme.

Allerdings ist nicht jeder am Ende konservativ, und das Letzte, was Sie tun möchten, ist, in einen Wasserdurchgang einzudringen und den Kopf reparieren zu lassen oder ihn in den Müll zu werfen. Leider wird die Halsgröße oft falsch angegeben, und wie groß oder klein sie sein sollte, hängt vom Sitzwinkel Ihrer Ventilaufgabe ab. Auch hier ist es immer besser, einen zu kleinen Hals zu haben, als einen zu großen.

„Diese Winkel sind bei der Arbeit am Ventil vorhanden, um die Luftzirkulation zu unterstützen“, sagt er. „Wenn sie nicht mehr da sind, widerspricht das dem, was Sie bei der Ventilarbeit gemacht haben. Es gibt so viele Bereiche im Zylinderkopf, an denen man wirklich Fehler machen kann, aber das ist wahrscheinlich der größte, nämlich die Ventilarbeit und der Übergang dorthin.“ den Halsbereich.“

Vergessen Sie auch nicht, dass der Einlasskanal völlig anders funktioniert als der Auslass. Solange die Auslassöffnung richtig dimensioniert ist, möchten Sie sie einfach so gerade wie möglich machen. Sobald Sie einen Kopf fertig haben, verwenden Sie die Strömungsbank, um Luftgeschwindigkeit und cfm zu überprüfen. Den meisten zufolge ist die Luftgeschwindigkeit wichtiger als cfm, ungeachtet dessen, was manche Leute vielleicht denken oder aufgrund dessen sie ihre Kaufentscheidung treffen. Wenn Sie einen Zylinderkopf haben, dessen Luftgeschwindigkeit für Ihre Aufgabe geeignet ist, strömt durch den Anschluss viel Luft.

„Die Flow-Bank wird Ihnen nur Zahlen liefern und Ihnen sagen, in welche Richtung Sie gehen“, sagt Trischitta. „Wir fahren keine Flow-Bänke.“

In den meisten Zylinderköpfen sind der Muldenbereich und der kurze Wenderadius am Anschlussboden entscheidend für den Luftstrom. Dies ist auch der Bereich des Kopfes, in dem die Erfahrung mit den Öffnungen ins Spiel kommt, da eine Änderung des Radius der kurzen Kurve und der Gesamtform innerhalb des Schüsselbereichs einen großen Einfluss auf den Winkel haben kann, in dem der Luftstrom in die Brennkammer eintritt, was zu einer Eindringung führen kann wiederum einen großen Einfluss auf den Verbrennungsvorgang selbst haben.

Wenn Sie sich auf der Rennstrecke einen Vorteil gegenüber Ihrer Konkurrenz verschaffen möchten, sollte die Zylinderkopföffnung eine hohe Priorität haben. Unabhängig davon, ob Sie die CNC-Methode nutzen oder einen Schritt weiter gehen und einen Anschluss von Hand fertigstellen, werden bessere Motoren und eine bessere Leistung erzielt.EB