Haciendo un esfuerzo adicional con puertos de culata

Nov 25, 2023

Todos los fabricantes de motores buscan lo último en ganancias de rendimiento. Cuando se trata del rendimiento de la culata, todos intentamos maximizar el flujo de aire para generar más potencia. Para lograr eso, los constructores deben saber qué manipular para realizar mejoras. Esas mejoras en la calidad y cantidad del flujo de aire provienen de la portabilidad y eliminación de áreas de restricción.

Dado que cada culata es diferente, aprender a mejorar las características del flujo de aire implica mucho ensayo y error y muchas horas en el banco de flujo. Un especialista en culatas de cilindros se enfocará en dar forma al puerto para obtener el flujo máximo con la cantidad mínima de agrandamiento para que se mantenga la velocidad máxima del aire de admisión y escape. Los especialistas también están tratando de lograr el mismo flujo a través de cada puerto, de modo que cada cilindro experimente una velocidad de aire similar.

No importa si una culata es para una aplicación de inducción forzada o de aspiración natural, se pueden lograr mejoras de rendimiento a través del trabajo del puerto, y en estos días, el puerto CNC se ha convertido en una opción asequible y más rápida que el puerto manual.

"Hacer un puerto, hacerlo bien invirtiendo tiempo y hacerlo perfecto, luego digitalizar, ese es el camino a seguir", dice Carmen Trischitta de CT Performance Machine. "Estar allí sentado a mano, tratando de hacer dos culatas y pasar por ocho puertos, eso es demasiado trabajo. En la época actual, es un poco estúpido si me preguntas. Haz uno y deja que la máquina lo haga por ti. ."

Los beneficios del enfoque CNC son la precisión, la repetibilidad y la velocidad. Sin embargo, un cabezal con puerto CNC no tiene por qué ser, y en muchos casos no debería ser, el final del camino. Los constructores de motores expertos y los especialistas en culatas pueden mejorar aún más los puertos CNC para crear realmente algo especial para el cliente final.

"Agradezco a las compañías de culatas como Frankenstein y Advanced Induction por acercarme y luego lo llevaré al siguiente nivel", dice Trischitta. "La forma en que lo hago es mirar dentro de ese agujero y pensar si yo fuera la mezcla de aire y combustible corriendo a través de este puerto, ¿qué no me va a gustar mientras lo atravieso? Luego, adapto el puerto a través de mi visión del camino que va a tomar la mezcla de aire y combustible".

No es solo el trabajo del puerto lo que crea un rendimiento espectacular de la culata. Las áreas más críticas de una culata son aquellas por las que pasa la mayor cantidad de aire a la velocidad más alta y durante más tiempo. El área de su tazón, el trabajo de la válvula, el diámetro de la garganta y la cámara de combustión son partes cruciales.

"Portar es solo una parte de la ecuación completa de la receta completa", dice Trischitta. "Es la cámara de combustión. Son los ángulos del asiento. Está por encima y por debajo del asiento. Está en la brida de la admisión. Es a través de la admisión hasta el cuerpo del acelerador o el carburador. Lo está adaptando todo".

Cuando trabaja en un puerto de culata, está tratando de crear un venturi, que se puede crear a mano o mediante el uso de mecanizado CNC. Sin embargo, es posible que haya notado que el trabajo CNC a menudo tiene un inconveniente.

"Usar el CNC es genial, pero muchas veces se pueden ver las líneas de herramientas, lo que le da un efecto de tabla de lavar", dice Trischitta. "Algunos CNC hacen un mejor trabajo que otros con eso, pero aun así obtienes un puerto uniforme en todos los ámbitos. A partir de ahí, puedes adaptarlo a mano".

El taller de Carmen, CT Performance Machine, es un taller de motores de bajo volumen, por lo que tiene la capacidad de realizar el trabajo de acabado a mano para proporcionar una culata muy personalizada. Es probable que otros talleres que tienen un mayor volumen deban confiar solo en el trabajo de CNC y, con el equipo actual, no perderá mucho en ese camino.

"Muchas de estas empresas de culatas producen un componente realmente excelente que hará fluir bien el aire tal como está, pero también aprecian un buen trabajo de acabado que hace un esfuerzo adicional", dice. "Los muchachos que están arrancando motor tras motor tras motor, no van a sentarse allí y hacer ese tipo de trabajo manual. Yo, no soy tan alto en volumen, soy de bajo volumen, por lo que cada pieza que Yo sí, voy a revisarlo de arriba a abajo lo mejor que pueda. Voy a poner todo ese esfuerzo en él, comenzando desde la brida, la cámara de combustión, todo el camino hasta el asiento de la válvula, hasta el puerto, y luego asegúrese de que la admisión coincida".

Al buscar ese último bit de eficiencia, entran en juego factores que incluyen la forma, la sección transversal, el acabado de la superficie y el volumen general de los puertos. Los puertos de mayor volumen pueden parecer una buena idea, pero un mayor volumen a menudo puede significar una pérdida de torque debido a una menor velocidad de aire/combustible, especialmente a velocidades más bajas del motor. Si se lleva demasiado lejos, los aumentos de volumen pueden incluso conducir a la reversión o respaldo del flujo de aire, donde el aire literalmente sale de la cámara de combustión hacia el colector de admisión.

Mediante el uso de un banco de flujo, puede escuchar si tiene o no un buen puerto durante la prueba. Comenzará a escupir y chisporrotear si el aire no puede girar hacia la válvula, lo que se debe a que la velocidad del aire es demasiado rápida.

Mediante el uso de una sonda, puede determinar dónde el puerto es demasiado rápido. ¿Es demasiado rápido antes de la curva? ¿Es demasiado rápido en el lado de la curva? ¿Es demasiado rápido alrededor del área de pellizco de la varilla de empuje? Ahí es donde se trata de ajustar bien un puerto y hacer que funcione bien.

La portabilidad de la culata es algo que se desarrolla con la repetición. Haces cambios sutiles y ves si mejora o empeora. El aire tiene que pasar como un efecto de embudo. Comienza más grande en la parte delantera y, a medida que te acercas a la válvula, el puerto se vuelve más y más pequeño. Idealmente, el área de su garganta o su anillo de asiento sería el punto más pequeño en el puerto completo. Enderezar los puertos y aumentar el volumen lo menos posible es, por lo tanto, el enfoque más común.

"Cuando imagino lo que no le gustará al aire, así es como veo esos baches para mezclarse y quitarse del camino", dice Trischitta. "Trataré de subirlo y hacer que el aire rodee la guía. Cuando el aire pasa por la parte posterior de la guía, golpea la parte posterior del puerto y luego quiere salir por la válvula, usted quiere ese aire. Ayuda pensar en ello como un túnel de viento, y cómo un pequeño cambio en un alerón desvía el aire hacia un camino completamente diferente. Estoy tratando de desviar el aire y llevarlo a donde debe ir: alrededor de esa válvula".

Algo que Carmen siempre hace en las construcciones de su motor es que el puerto hace coincidir la culata con el colector de admisión. Esto ayuda a maximizar la eficiencia de todo ese aire que intenta meter en el motor.

"Cada admisión en un motor que construyo se adapta a la medida de la culata en la que se encuentra", dice Trischitta. "El corredor de admisión en el colector es solo la extensión del corredor de la culata. Imagine que tiene esta cabeza y está fluyendo 450-480 cfm en un banco de flujo. ¿Qué sucede cuando le coloca un colector de admisión y ¿El corredor no coincide con el puerto de la culata? ¡Lo matas! Si vas a entrar en las culatas, una de las cosas más importantes es cubrirlo con el colector de admisión adecuado y hacer coincidir ese puerto. Está tratando de hacer que el puerto y la brida coincidan".

Independientemente del tipo de portabilidad que esté realizando, lo primero que debe tener en cuenta es que la portabilidad manual requiere paciencia. Comience siempre por el lado pequeño y vaya más grande si es necesario. Si comienza de manera conservadora con la cantidad de material que elimina, evitará una serie de posibles problemas.

Sin embargo, no todos terminan siendo conservadores, y lo último que quiere hacer es atravesar un pasaje de agua y tener que reparar la cabeza o tirarla a la basura. Desafortunadamente, el tamaño de la garganta es algo que la gente suele hacer incorrectamente, y cuán grande o pequeña debe ser depende del ángulo del asiento de la válvula. Una vez más, siempre es mejor tener una garganta demasiado pequeña que una demasiado grande.

"Esos ángulos están allí en el trabajo de la válvula para ayudar a que el aire gire", dice. "Si ya no están ahí, es contradictorio con lo que hiciste en el trabajo de las válvulas. Hay tantas áreas en la culata en las que realmente te puedes equivocar, pero esa es probablemente la más importante: el trabajo de las válvulas y la transición a la zona de la garganta".

Además, no olvide que el puerto de admisión funciona de manera completamente diferente al escape. Con el puerto de escape, siempre que tenga el tamaño adecuado, solo desea que sea lo más recto posible. Una vez que haya terminado la cabeza, utilice el banco de flujo para verificar la velocidad del aire y los cfm. La velocidad del aire, según la mayoría, es más importante que los cfm, a pesar de lo que algunas personas puedan pensar o tomar decisiones de compra. Si obtiene una culata que tiene la velocidad de aire adecuada para lo que está haciendo, el puerto fluirá mucho aire.

"El banco de flujo solo le dará números y le permitirá saber en qué dirección va", dice Trischitta. "No hacemos carreras de bancos de flujo".

Es el área de la taza y el radio de giro corto en el piso del puerto lo que es fundamental para el flujo de aire en la mayoría de las culatas. Esta es también el área de la cabeza donde entra en juego la experiencia de portar, ya que cambiar el radio del giro corto y las formas generales dentro del área del tazón pueden tener un gran impacto en el ángulo en el que el flujo de aire ingresa a la cámara de combustión, lo que puede en a su vez tienen un gran impacto en el evento de combustión en sí.

Si está buscando obtener una ventaja sobre su competencia en la pista, la conexión de la culata debe ser una alta prioridad. Ya sea que utilice la ruta CNC o vaya un paso más allá al terminar un puerto a mano, obtendrá mejores motores y un mejor rendimiento.EB