Aller plus loin avec le portage de la culasse

Oct 02, 2023

Chaque constructeur de moteurs recherche le nec plus ultra en matière de gains de performances. En ce qui concerne les performances de la culasse, nous essayons tous de maximiser le flux d'air pour créer plus de puissance. Pour ce faire, les constructeurs doivent savoir quoi manipuler pour apporter des améliorations. Ces améliorations de la qualité et de la quantité du flux d'air proviennent du portage et de la suppression des zones de restriction.

Étant donné que chaque culasse est différente, apprendre à améliorer les caractéristiques de débit d'air implique de nombreux essais et erreurs et de nombreuses heures sur le banc de débit. Un spécialiste qualifié de la culasse se concentrera sur la mise en forme de l'orifice pour obtenir le débit maximal avec le minimum d'élargissement afin que la vitesse maximale de l'air d'admission et d'échappement soit maintenue. Les spécialistes essaient également d'obtenir un débit égal à travers chaque port, de sorte que chaque cylindre subit une vitesse d'air similaire.

Qu'une culasse soit destinée à une application à induction forcée ou à aspiration naturelle, des gains de performances peuvent être réalisés grâce au travail de port, et de nos jours, le portage CNC est devenu une option abordable et plus rapide que le portage manuel.

"Faire un portage, en obtenir un bon en passant du temps et le rendre parfait, puis numériser, c'est la voie à suivre", déclare Carmen Trischitta de CT Performance Machine. "Être assis là à la main, essayer de faire deux culasses et passer par huit orifices - c'est trop de travail. De nos jours, c'est un peu stupide si vous me le demandez. Faites-en une et laissez la machine le faire pour vous."

Les avantages de l'approche CNC sont la précision, la répétabilité et la vitesse. Cependant, une tête à port CNC ne doit pas être, et dans de nombreux cas, ne devrait pas être, la fin de la route. Les constructeurs de moteurs qualifiés et les spécialistes des culasses peuvent encore améliorer les ports CNC pour créer vraiment quelque chose de spécial pour le client final.

"Je remercie les sociétés de culasses comme Frankenstein et Advanced Induction de m'avoir rapproché, puis je passe au niveau supérieur", déclare Trischitta. "La façon dont je procède, c'est que je regarde à l'intérieur de ce trou et je me demande si j'étais l'air et le mélange de carburant traversant ce port, qu'est-ce que je n'aimerai pas pendant que je le traverse. Ensuite, j'adapte le port à travers ma vision du chemin que le mélange d'air et de carburant va emprunter. "

Ce n'est pas seulement le travail des orifices qui crée des performances de culasse spectaculaires. Les zones les plus critiques d'une culasse sont celles qui laissent passer le plus d'air à la vitesse la plus élevée et pendant la plus longue durée. La zone de votre bol, le travail des soupapes, le diamètre de la gorge et la chambre de combustion sont tous des éléments cruciaux.

"Le portage n'est qu'une partie de l'équation de toute la recette", déclare Trischitta. "C'est la chambre de combustion. C'est les angles du siège. C'est au-dessus et en dessous du siège. C'est au niveau de la bride de l'admission. C'est à travers l'admission vers le corps de papillon ou le carburateur. C'est tout adapter."

Lorsque vous travaillez sur un orifice de culasse, vous essayez de créer un venturi, qui peut être créé à la main ou en utilisant l'usinage CNC. Cependant, vous avez peut-être remarqué que le travail CNC présente souvent un inconvénient.

"L'utilisation de la CNC est géniale, mais souvent, vous pouvez voir les lignes d'outillage, ce qui lui donne un effet de planche à laver", déclare Trischitta. "Certaines CNC font un meilleur travail que d'autres avec cela, mais cela vous donne toujours un port uniforme à tous les niveaux. À partir de là, vous pouvez l'adapter à la main."

L'atelier de Carmen, CT Performance Machine est un atelier de moteurs à faible volume, il a donc la possibilité d'effectuer des travaux de finition à la main pour fournir une culasse très personnalisée. D'autres ateliers qui ont un volume plus élevé doivent probablement compter uniquement sur le travail CNC, et avec l'équipement d'aujourd'hui, vous ne perdez pas grand-chose dans cette voie.

"Beaucoup de ces sociétés de culasses produisent un très bon composant qui fera circuler un bon air tel quel, mais elles apprécient également un beau travail de finition qui va encore plus loin", dit-il. "Les gars qui démarrent moteur après moteur après moteur, ils ne vont pas s'asseoir là et faire ce genre de travail de portage manuel. Moi, je ne suis pas si haut en volume, je suis en volume inférieur, donc chaque pièce que je fais, je vais le parcourir de haut en bas du mieux que je peux. ."

Lors de la recherche de ce dernier élément d'efficacité, des facteurs tels que la forme, la section transversale, la finition de surface et le volume global des orifices entrent en jeu. Des orifices de plus grand volume peuvent sembler une bonne idée, mais plus de volume peut souvent signifier une perte de couple en raison d'une vitesse air/carburant plus faible, en particulier à des régimes moteur inférieurs. Si elles sont poussées trop loin, les augmentations de volume peuvent même entraîner une inversion ou une sauvegarde du flux d'air, où l'air recule littéralement de la chambre de combustion vers le collecteur d'admission.

Grâce à l'utilisation d'un banc d'écoulement, vous pouvez savoir si vous avez ou non un bon port pendant les tests. Il commencera à cracher et à crachoter si l'air ne peut pas se diriger vers la valve, ce qui est dû à une vitesse de l'air trop rapide.

En utilisant une sonde, vous pouvez déterminer où le port est trop rapide. Est-ce trop rapide avant le virage ? Est-ce trop rapide sur le côté du virage ? Est-ce trop rapide autour de la zone de pincement de la tige de poussée ? C'est là qu'il s'agit de bien régler un port et de le faire fonctionner correctement.

Le portage de la culasse est quelque chose que vous développez avec la répétition. Vous apportez des changements subtils et vous voyez si cela l'améliore ou l'aggrave. L'air doit passer comme un effet d'entonnoir. Il commence plus gros à l'avant et à mesure que vous vous rapprochez de la valve, le port devient de plus en plus petit. Idéalement, votre zone de gorge ou votre anneau de siège serait la plus petite place dans le port complet. Redresser les ports tout en augmentant le moins de volume possible est donc l'approche la plus courante.

"Quand j'imagine ce que l'air n'aimera pas, c'est comme ça que je vois ces bosses se fondre et s'écarter", déclare Trischitta. "Je vais essayer de l'introduire et de faire passer l'air autour du guide. Lorsque l'air passe par l'arrière du guide, frappe l'arrière du port et veut ensuite sortir par la valve - vous voulez cet air. Cela aide à y penser comme une soufflerie, et comment un petit changement d'un spoiler dévie l'air dans un tout autre chemin. J'essaie de dévier l'air et de le faire arriver là où il doit aller - autour de cette valve. "

Quelque chose que Carmen fait aussi toujours sur ses constructions de moteur est que le port correspond à la culasse au collecteur d'admission. Cela aide à maximiser l'efficacité de tout cet air que vous essayez d'introduire dans le moteur.

"Chaque admission sur un moteur que je construis est personnalisée en fonction de la culasse sur laquelle il repose", déclare Trischitta. "Le canal d'admission dans le collecteur n'est que le prolongement du canal de la culasse. Imaginez que vous avez cette culasse et qu'elle coule de 450 à 480 cfm sur un banc d'écoulement. Que se passe-t-il lorsque vous mettez un collecteur d'admission dessus et que le canal n'est pas adapté à l'orifice de la culasse ? et la bride assortie."

Peu importe le type de travail portuaire que vous effectuez, la première chose à garder à l'esprit est que le portage manuel est une question de patience. Commencez toujours par le petit côté et augmentez si vous en avez besoin. Si vous commencez prudemment avec la quantité de matière que vous enlevez, vous éviterez un certain nombre de problèmes potentiels.

Cependant, tout le monde ne finit pas par être conservateur, et la dernière chose que vous voulez faire est de vous précipiter dans un passage d'eau et de devoir réparer la tête ou de la jeter à la poubelle. Malheureusement, la taille de la gorge est quelque chose que les gens font souvent de manière incorrecte, et sa taille dépend de l'angle de siège de votre travail de vanne. Encore une fois, il vaut toujours mieux avoir une gorge trop petite que trop grosse.

"Ces angles sont là sur le travail de la vanne pour aider cet air à tourner", dit-il. "S'ils ne sont plus là, c'est contre-intuitif par rapport à ce que vous avez fait dans le travail des soupapes. Il y a tellement de zones dans la culasse que vous pouvez vraiment gâcher, mais c'est probablement le plus gros problème, c'est le travail des soupapes et la transition vers la zone de la gorge."

N'oubliez pas non plus que l'orifice d'admission fonctionne complètement différemment de l'échappement. Avec l'orifice d'échappement, tant qu'il est correctement dimensionné, vous voulez simplement le rendre aussi droit que possible. Une fois que vous avez fait une tête, utilisez le banc de débit pour vérifier la vitesse de l'air et le cfm. La vitesse de l'air, selon la plupart, est plus importante que le cfm, malgré ce que certaines personnes pourraient penser ou prendre des décisions d'achat. Si vous obtenez une culasse qui a la vitesse d'air appropriée pour ce que vous faites, le port va faire circuler beaucoup d'air.

"Le banc de flux va juste vous donner des chiffres et vous faire savoir dans quelle direction vous allez", explique Trischitta. "Nous ne courons pas sur des bancs de flux."

C'est la zone du bol et le rayon de braquage court sur le plancher bâbord qui sont essentiels au flux d'air dans la plupart des culasses. C'est également la zone de la tête où l'expérience de portage entre en jeu, car la modification du rayon du virage court et des formes globales dans la zone du bol peut avoir un impact important sur l'angle auquel le flux d'air pénètre dans la chambre de combustion, ce qui peut à son tour avoir un impact important sur l'événement de combustion lui-même.

Si vous cherchez à obtenir un avantage sur vos concurrents sur la piste, le portage de la culasse devrait être une priorité absolue. Que vous utilisiez la voie CNC ou que vous alliez plus loin en finissant un port à la main, de meilleurs moteurs et de meilleures performances en découleront.BE