LSX376-B15 Część 3: It’s All Cammed Up And Kicking Ass

W naszych poprzednich częściach, wyruszyliśmy na wyprawę w celu wydobycia tysiąca koni mechanicznych z długiego bloku LSX376-B15 Chevroleta Performance. W części pierwszej przyjrzeliśmy się szczegółowo, co wchodzi w skład tych mocnych silników w fabryce, a w części drugiej wyposażyliśmy nasz silnik w turbosprężarkę Whipple 4.5L i poddaliśmy go próbom na hamowni silnikowej w Westech Performance.

Efektem końcowym pierwszego dnia testów było uzyskanie mocy 1 025,4 KM i momentu obrotowego 884,7 funtów przy 24 funtach doładowania, przy użyciu koła pasowego o średnicy 4 cali, najmniejszego jakie mieliśmy. Używając standardowych komponentów Chevrolet Performance i Whipple, stworzyliśmy kombinację, która mogła wykręcić czterocyfrową moc. Ale wiedzieliśmy, że silnik może osiągnąć jeszcze więcej mocy i momentu obrotowego, przy mniejszym ciśnieniu w kolektorze, jeżeli wymienimy krzywkę dostarczoną wraz z LSX376 na taką, która będzie lepiej pasować do naszej gigantycznej dmuchawy.

Miejsce na poprawę

Chevy Performance pozycjonuje silniki LSX376 z linii „B” jako ich silniki typu crate z doładowaniem, ale LSX376-B15 dostarczany jest z zainstalowanym standardowym wałkiem rozrządu LS7, a nie z LSA lub LS9, doładowanymi silnikami produkcyjnymi firmy. Oto jak wypada porównanie specyfikacji:

LS7 – Numer części 12638426

Czas pracy wałka rozrządu przy wzniosie 0,050 cala: 211 dolot, 230 wydech

Wznios zaworu: .558 dolot, .558 wydech

Kąt oddzielenia płatków: 121 stopni

LSA – numer części 12623064

Czas pracy wałka rozrządu przy wzniosie 0,050 cala: 198 dolot, 216 wydech

Wznios zaworu: .480 dolot, .480 wydech

Kąt oddzielenia płatków: 122,5 stopnia

LS9 – numer części 12638427

Czas pracy wałka rozrządu przy skoku 0,050 cala: 211 ssanie, 230 wydech

Wznios zaworu: .562 ssanie, .562 wydech

Kąt rozstawu krzywek: 122,5 stopnia

Przeglądając katalog Chevy Performance i porównując specyfikacje, łatwo zrozumieć, dlaczego krzywka LS7 dostała nominację do pracy w LSX376-B15. Podczas gdy oferują inne krzywki o bardziej agresywnym skoku i czasie trwania, wszystkie mają jedną cechę wspólną, która czyni je mniej niż idealnymi kandydatami do pracy z dmuchawą – stosunkowo wąskie kąty separacji płatów.

Wąski kąt oferuje przewagę wydajności w silnikach wolnossących, ponieważ lubią one mieć pewną ilość nakładania się zaworów, okres czasu, w którym zarówno dolot jak i wydech są otwarte. Pomaga to w wymiataniu cylindrów i wydajności objętościowej, gdy wszystko, z czym musisz pracować to spaliny i ciśnienie atmosferyczne, aby poruszać gazami w cylindrze i poza nim.

• 
• 

Zgodnie z zaleceniem Crane’a, wymieniliśmy również sprężyny zaworowe na podwójne sprężyny Crane’a i tytanowe koszyki.

Silniki doładowane to jednak inne zwierzę. Z dodatnim ciśnieniem dostępnym po stronie wlotowej, zbyt duże zazębianie się oznacza, że dodatkowe świeże powietrze i paliwo są wyrzucane przez port wydechowy, zamiast trzymać się tam, gdzie mogą zrobić coś dobrego, więc szerszy kąt jest ogólnie dobrym pomysłem. Ogólnie rzecz biorąc, krzywki do doładowania również nie potrzebują tak dużo czasu trwania po stronie wlotowej, podczas gdy potrzebują stosunkowo więcej po stronie wydechowej ze względu na ponad 100-procentowe VE, które osiągają.

Gdy spojrzysz na specyfikacje krzywek Chevy Performance, tylko trzy na liście mają kąt oddzielenia płata większy niż 120 stopni – laski LSA i LS9 oraz LS7. Cała reszta ma kąt w zakresie 107-118 stopni. Porównując krzywki LS7 i LS9, ich specyfikacja jest bardzo, bardzo podobna – ten sam czas trwania zarówno na wlocie jak i wydechu przy wzniosie 0,050, z odrobinę większym wzniosem zaworu w przypadku LS9 (tylko 0,004 cala – nie na tyle, aby zrobić prawdziwą różnicę), ale o 1,5 stopnia mniejszy kąt oddzielenia płata.

Kompromis został osiągnięty

Dlaczego więc wybrać LS7 zamiast LS9? Nie możemy powiedzieć na pewno, ale przypuszczamy, że ma to związek z marketingiem, przynajmniej częściowo. Zostańcie z nami, bo to są spekulacje z naszej strony, ale decyzja o wyborze LS7 mogła wynikać z chęci nadania LSX376 nieco więcej mocy, kiedy jest wolnossący, w porównaniu z liczbami, które uzyskaliby z krzywką LS9. Widzicie, Chevy nie mogło wprowadzić tych silników do oferty bez podania do publicznej wiadomości wartości mocy i momentu obrotowego, ale silnik jest dostarczany jako długi blok, a nie jako kompletny pakiet gotowy do uruchomienia.

Cytując katalog Chevy Performance, „Moc i moment obrotowy zostały uzyskane przez GM Engineering przy użyciu normalnie wolnossącego LSX376 z LS3 EFI. Twoje wartości mocy mogą się różnić w zależności od systemu indukcyjnego i komponentów.” Innymi słowy, 450 koni mechanicznych przy 5,900 obr/min i 444 funtów-stóp przy 4,600, podana moc i moment obrotowy zarówno dla -B8 jak i -B15, nie jest reprezentatywna dla tego, jak którykolwiek z tych silników będzie faktycznie skonfigurowany przez klientów, którzy je kupią.

Więc, dostarczają wałek rozrządu, który jest kompromisowym wyborem, który utrzymuje liczby N/A z leniwego wyglądu, ale również nie będzie zbyt dużym utrudnieniem, jeśli użytkownik końcowy zdecyduje się go zatrzymać, gdy zainstaluje dmuchawę. Oczywiście, skoro udało nam się przekroczyć 1000 koni mechanicznych z zainstalowaną fabryczną krzywką, nie jest całkowicie konieczna jej wymiana, ale chcieliśmy zobaczyć, ile mocy zostawiamy na stole.

Technika żurawia

Aby załatwić sobie bumpstick, który będzie lepiej współpracował z naszą dużą turbosprężarką Whipple, zadzwoniliśmy do Chase’a Knighta z Crane Cams. Knight pracuje dla Crane’a od ponad czterech dekad, a jego mądrość dotycząca wałków rozrządu jest niezrównana.

Przekazaliśmy mu wszystkie szczegóły dotyczące naszej kombinacji i poprosiliśmy o demonstrację jego prawdziwego Kung Fu w doborze krzywek. Oto co nam polecił:

Crane Cams Part Number 201HR00032

Grind Number: HR-228/367-2S7-15

Czas trwania wałka rozrządu przy 0,050-calowym wzniosie: 228 dolot, 244 wydech

Valve Lift: .624 dolot, .624 wydech

Kąt separacji płatków: 115 stopni

Według Knighta, ta krzywka jest bezpośrednim zamiennikiem dla naszego seryjnego elementu, pomimo tego, że ma większy szczytowy skok zarówno na zaworach dolotowych jak i wydechowych. „Używaliśmy jej w doładowanych aplikacjach LS3 bez żadnych problemów z zaworami”, wyjaśnia.

Dat Overlap

Zapytaliśmy Knighta o nasze uprzedzenia na temat nakładania się i doładowanych jednostek napędowych, i otrzymaliśmy edukację na temat interakcji pomiędzy doładowaniem a fazą rozrządu zaworu. „Zakładając brak wyprzedzenia, oba będą miały podobne liczby zamknięcia wlotu i otwarcia wydechu” – dodaje Knight. „Bez wyprzedzenia krzywki, wlot krzywki GM otwiera się 15,5 stopnia po górnym martwym punkcie i zamyka się 46,5 stopnia po dolnym martwym punkcie; wydech otwiera się 56 stopni przed dolnym martwym punktem i zamyka się 6 stopni przed dolnym martwym punktem.”

Dla tej serii testowej zostawiliśmy obie krzywki zainstalowane „prosto”, więc dla porównania, nowa jednostka Crane otwiera wlot (ponownie do 0.050 lift) 2,5 stopnia przed górnym martwym punktem, zamykając się 45,5 stopnia po dolnym martwym punkcie, podczas gdy po stronie wydechowej zawór otwiera się 60,5 stopnia przed dolnym martwym punktem i zamyka się 3,5 stopnia po górnym martwym punkcie.

Per Knight, „Liczba nakładania się zmienia się znacznie, od -21,5 stopnia z fabrycznym wałkiem rozrządu, do 6 stopni z elementem Crane. Podobne zamknięcia wlotów spowodują podobne wartości kompresji w korku, zapewniając rozsądną reakcję przepustnicy.” Ale czekaj – czy nie powiedzieliśmy właśnie, że silniki doładowane nie lubią zachodzenia na siebie?

Knight wyjaśnia, „Stosunkowo duża ilość doładowania, którą dodałeś, będzie korzystać ze zwiększonego zachodzenia. Późniejsze zamknięcie wydechu pomaga dodatkowemu ciepłu, które zostało stworzone, aby mieć więcej czasu na wyjście, z wcześniejszym otwarciem wlotu (i dodatkowym podnoszeniem) zapewniając więcej świeżego ładunku wlotowego, aby pomóc schłodzić rzeczy i zapewnić więcej czasu dla nowej mieszanki (i ciśnienia), aby wejść do cylindrów.” Ponieważ przyjazność dla emisji nie jest głównym celem dla naszego tysiąckonnego potwora, poświęcenie odrobiny świeżego powietrza i paliwa na nakładce jest warte kompromisu w postaci dodatkowego czasu dla dmuchawy, aby zrobić swoje w każdym cyklu.

Oczywiście, nie ma czegoś takiego jak darmowy obiad – Knight zauważa, „Jakość biegu jałowego (i podciśnienie) prawdopodobnie zostanie nieco zmniejszona, ale zwiększone podciśnienie przy niskich obrotach powinno pomóc to zrekompensować.” Nie trzeba chyba dodawać, że jakość biegu jałowego nie jest tu głównym celem.

Poza surowymi liczbami skoku i czasu trwania, Crane buduje również moc wykorzystując stosunkowo niską bezwładność układu zaworów silnika LS poprzez kształt ich płatów. Bardziej agresywne otwieranie i zamykanie niż w przypadku fabrycznych profili krzywek daje więcej miejsca „pod krzywą” i zmniejsza ilość czasu spędzonego przy niskim skoku. „Konstrukcje krzywek GM są przeznaczone do długotrwałego użytkowania, podczas gdy większość produktów oferowanych na rynku wtórnym nie jest zbytnio zainteresowana żywotnością na poziomie 100 000 mil” – przyznaje Knight.

W międzyczasie, w Westech…

Po raz kolejny wróciliśmy do Westech Performance, gdzie ekspert od hamowni Steve Brulé i jego pracownicy byli gotowi do przeprowadzenia wymiany krzywek i ponownego uruchomienia naszego LSX376. Oprócz samego wałka rozrządu, firma Crane dostarczyła również nowe sprężyny zaworowe, gniazda sprężyn, uszczelniacze trzonków, blokady i tytanowe pierścienie ustalające, a także nowe popychacze. W ciągu zaledwie kilku minut wymienili oni standardowe komponenty na przekładnię zaworową Crane i ponownie zamontowali koło pasowe o średnicy 5 cali „low boost” na naszej 4,5-litrowej turbosprężarce Whipple.

Dla przypomnienia, kiedy przeprowadziliśmy pomiary silnika ze standardową krzywką i 5-calowym kołem pasowym, nasze maksymalne wartości wyniosły 858,1 KM i 725,3 stóp momentu obrotowego, przy maksymalnym doładowaniu 15 PSI. Z nowym bumpstickiem Crane’a i tym samym kołem pasowym, zostaliśmy nagrodzeni maksymalną mocą 886,9 KM i momentem obrotowym 741,7 funtów, co stanowi wzrost odpowiednio o 27,9 i 16,4 PSI. Widzieliśmy również nieco mniejszy boost, w szczycie 14,5 PSI, dowód na to, że powietrze poruszało się bardziej efektywnie przez silnik dzięki nowemu wałkowi rozrządu.

Po raz kolejny warto wspomnieć, że nasze wykresy dyno zaczynają się na stosunkowo wysokim poziomie 4,500 RPM z jakiegoś powodu – jak zauważyliśmy w poprzednim artykule, ten silnik wytwarza tak duży moment obrotowy przy niskich obrotach, że dyno silnika po prostu nie może utrzymać go nisko w zakresie obrotów przy pełnym gazie. Nawet z hamulcem na 100% servo, silnik po prostu się przebija. Aby zachować spójność wyników, wybraliśmy punkt początkowy dla wszystkich naszych danych jako 4,500 RPM, ale rzut oka na wykresy pokazuje, że prawdziwy szczyt momentu obrotowego, jaki wytwarza ta kombinacja, ma miejsce przed tym punktem i jest wyższy niż podana przez nas liczba.

Stepping Down to Step Up

Po tym jak nasze początkowe pociągnięcia z nową krzywką okazały się obiecujące, przeszliśmy na mniejsze koło pasowe doładowania o średnicy 4,25 cala, aby zwiększyć współczynnik step-up i obrócić dmuchawę szybciej. Możesz sobie przypomnieć z naszej poprzedniej odsłony, że skróciliśmy test ze standardową krzywką 4,25 cala przy zaledwie 6,000 obrotów na minutę, ponieważ było jasne, że nie osiągniemy naszego celu, jakim jest tysiąc koni mechanicznych z tym konkretnym kołem pasowym.

Nawet skrócenie o 800 obrotów na minutę pozwoliło nam osiągnąć 918.2 koni mechanicznych na szczycie i 830 plus funtów stopy szczytowego momentu obrotowego na 4,500 obrotów na minutę w punkcie początkowym. Maksymalne doładowanie wzrosło do 20 PSI, pokazując, że silnik zaczynał mieć wąskie gardło.

Z nową krzywką na miejscu, moment obrotowy, który widzieliśmy przy 4,500 RPM skoczył do 854.3 funtów-stóp, a gdy silnik wspiął się do 6,000, widzieliśmy 938.7 koni mechanicznych, pokonując standardową krzywkę o 20.5 koni mechanicznych i robiąc to przy zaledwie 18.6 PSI. Do 6,500 RPM, przełamaliśmy barierę tysiąca koni mechanicznych, a przy 6,800 RPM na czerwonej linii odnotowaliśmy 1,027.3 KM i 20.3 funtów doładowania.

Dla odniesienia, to prawie 2 KM więcej niż to, co osiągnęliśmy w naszym poprzednim teście ze stockową krzywką z mniejszym 4-calowym kołem pasowym, przy czterech funtach doładowania mniej. Nieźle, ale jeszcze nie skończyliśmy…

Max Effort

Dla naszego ostatniego testu, Brulé założył 4-calowe koło pasowe i odpalił LSX376 po raz kolejny. Ze standardowym wałkiem rozrządu, osiągnęliśmy maksymalną moc 1 025,4 KM i 884,7 funtów na minutę. Już wcześniej przekroczyliśmy ten poziom mocy z silnikiem wyposażonym w 4,25-calowe koło pasowe, a gdy tylko zaczęliśmy ciągnąć, mieliśmy nowy szczytowy moment obrotowy 903,3 funtów na 4,500 obr/min.

LSX376 ryknął, a Whipple jęknął, podnosząc się przez pasmo obrotów do 6,800 obr/min. Tam, wykreśliliśmy szczytową wartość 1,079.0 KM i tylko 22.2 PSI doładowania, z momentem obrotowym delikatnie opadającym do „tylko” 833.3 funtów na czerwonej linii. To dało nam zysk 53,6 KM peak-to-peak z najmniejszym kołem pasowym, przy niższym doładowaniu. Ta niższa liczba doładowania jest ważna, ponieważ, jak wyjaśniliśmy ostatnim razem, jest to tak naprawdę miara ograniczenia pomiędzy wylotem dmuchawy a komorą spalania. Zrobiliśmy więcej mocy przy mniejszej pracy wymaganej od doładowania dzięki swobodnemu przepływowi krzywki Crane Cam.

Co dalej?

Teraz, gdy mamy już nasz LSX376-B15 dostrojony, musimy znaleźć dla niego dom i zobaczyć jak jeździ. Zostańcie z nami, gdy zabierzemy tego potwora z doładowaniem Whipple z hamowni na ulicę!

.