Jim Ratto
Der Kleiner Panzers Volkswagen Club


Budowanie Niezawodnego i Mocnego Silnika Uliczengo
 
Przez ostatnią dekadę mniej więcej (lub przynajmniej od 1995) subkultura fanów starych VW rozsmakowała się w odrodzeniu kiedyś popularnego stylu tzw. California Look. Tradycyjny styl został stworzony w południowej Kalifornii w późnych latach 60tych i wczesnych 70tych. Grupa entuzjastów w tym wąskim gronie starała się z dopuszczonych do ruchu Volkswagenów zrobić auta jak najbardziej zbliżone do wyścigówek na 1 mili takich jak słynny Inch Pincher i Dynosoar z tamtych czasów. Efekt, jaki ci młodzi zapaleńcy wywarli na scenę fanów VW był wręcz niesamowity. W efekcie narodził się styl, który nie tylko poprawiał wygląd garbusa, ale również jego osiągi na ulicy i na torze do wyścigów równoległych na przyśpieszenie.

Około roku 1972go, wiele Volkswagenów w Południowej Kalifornii podążało już za najnowszym stylem, na który składał się brak zderzaków, zewnętrznych listew ozdobnych, obniżonego przodu, lekkich obręczy kół I w większości przypadków zmodyfikowany, mocno podrasowany silnik. O ile zewnętrzne zmiany w samochodach były dość subtelne, to modyfikacje silnika nie mogły przejść niezauważone.
Z reguły wiele Volkswagenów Volkswagenów stylu Kalifornia Look przetaczających się z rykiem przez ulice Los Angeles było napędzanych silnikami 1700cc lub większymi, zasilanymi dwugardzielowymi gaźnikami. Niektóre wyposażone były w silniki dwulitrowe i większe, co powodowało, ze były niesamowicie wręcz szybkie. Pionierzy sceny szybkich, ulicznych VW tacy jak Doug Gordon i Don Crane bywali regularnie na torach Południowej Kalifornii i często osiągali czasy w granicach 14 sekund na 1 mili, czasem szybciej. Tak, już wtedy.
Na szczęście współczesne wskrzeszenie tamtego stylu nie tylko akceptują ugruntowane, kluczowe modyfikacje zewnętrzne, ale przede wszystkim stawia na osiągi bez kompromisów. Rzeczywiście, Tradycyjny California Look jest definiowalny poprzez swój produkujący dużą moc silnik. Uliczny VW dysponujący mocą 210 KM nie jest obecnie niczym nietypowym. Nawet Volkswageny przystosowane do częstej jazdy ulicznej mogą korzystać z zalet silników 2000cc i większych o mocach w rejonie 150-160KM, jeśli zaplanowane i złożone prawidłowo. Przykładanie wagi do szczegółów się bardzo się liczy, jak również jasne zdefiniowanie celu i konsekwentne dążenie do niego. W czasie planowania, obróbek i składania trzeba trzymać się z góry założonego celu, ponieważ tylko wtedy jest pewność, ze części, które wybrałeś będą współpracować i działać ‘wspólnie’, jak dobrze naoliwiona maszyna produkująca obfite ilości koni mechanicznych momentu obrotowego, ale będąc przy tym w pełni niezawodną.
Pierwszym czynnikiem, z którym trzeba się zapoznać jest całkowity koszt przedsięwzięcia. Bądź szczery ze sobą. Budowa niezawodnego mocnego silnika VW to spory wysiłek finansowy. Koszty potrafię się bardzo szybko mnożyć i poszukiwanie zawsze najlepszej ceny nie zawsze jest kluczem do sukcesu. Części, które dają moc odpowiednia na ulice, nigdy nie są tanie. Droga na skróty, to prawdopodobne przyczynianie się do przedwczesnej poważnej awarii silnika, jako całości. Na przykład można wybrać sobie najostrzejszy wałek rozrządy dostępny na rynku, ale bez odpowiedniego rozrządu, korbowodów, głowic, systemy ssącego i wydechowego, przełożeń skrzyni biegów oraz innych aspektów zarówno samochodu i silnika rezultaty mogą okazać się wysoce rozczarowujące, jeśli nie tragiczne w skutkach. Kluczową sprawą jest realna ocena budżetu i użycie tych wielkości jako drogowskazu w poszukiwaniu odpowiednich części.
Następną ważną sprawą do przemyślenia na etapie planowania silnika jest określenie do jakiego głównego celu będzie on budowany. W pełni wyczynowy silnik wyścigowy nie jest zdecydowanie tym samym co silnik do codziennego poruszania się z punktu A do punktu B ( Choc znaleźliby się na pewno tacy entuzjaści VW, którzy spieraliby się ze mną na ten temat). Nawet silnik typu ‘sobotni wojownik’ jest daleki od bycia odpowiednim do codziennego środka transportu. Wydaje mi się, ze nie jest sensownym oczekiwać, by silnik stworzony z myślą o jak najlepszych czasach w wyścigach na 1 mili spędzał większość swego życia kręcąc się w te i z powrotem w ulicznych korkach.

 
 
Oczywiście, jeśli wyciąganie mocy do ostatniej kropli z silnika jest Twoim celem, będziesz podążał starą I sprawdzoną sceżką, by to osiągnąć, używając bardzo radykalnych głowic, bardzo ostrego wałka rozrządu, wielkich gaźników oraz sporym rachunkiem na końcu. Wszakże jeśli zakładać, ze będziesz poruszał się swoim California Look VW na co dzień, to byłoby mądrze wybrać głowice dające dobry moment obrotowy w średnim zakresie obrotów zamiast super wysoką mac w wysokim zakresie obrotów wraz z bardziej konserwatywnym wałkiem rozrządu i gaźnikami. Ale nie zrozum mnie źle – niezawodny, mocny silnik może być zbudowany, jak również może być zbudowany z myślą o dość częstym użytkowaniu. Może nie całkiem codziennym, ale na pewno częstszym niż od czasu do czasu w weekend.
To sprowadza nas do kolejnego kroku w planowaniu: do pojemności. Biorąc pod uwagę koszty, powinieneś zbudować największą pojemność na jaką Cię stać ( zwróć uwagę na słowa ‘ na jaką Cię stać’). Według mnie lepiej jest zbudować silnik, który będzie produkował moc i moment obrotowy wprost poprzez swój rozmiar, niż mniejszy silnik, który będzie potrzebował wysokich obrotów, żeby wycisnąć z niego sensowną ilość koni mechanicznych ( mechanicznych wtedy z reguły dość zaawansowane głowice i rozrząd, by zapewnić te wysokie obroty). Wieksza pojemność będzie dawać generalnie więcej przyjemności z jazdy, zwłaszcza wtedy, gdy nie jest praktycznie zaglądać strzałką obrotomierza w górne zakresy 7000 obrotów.
Co ja rozumiem poprzez odpowiednią pojemność? Co najmniej 2110cc, ale idealnie 2276cc, które jest osiągane poprzez użycie tłoków 94mm i wału korbowego o skoku 82mm. Oczywiście, pojemności zbliżające się do tego są również dobre, ale klasyczna kombinacja 2276cc jest trudna do pobicia zarówno mocy, niezawodności i łatwości złożenia. Dla przykładu, nie widze problemu w złożeniu kombinacji 90.5mm x 78mm (2007cc), ale w rzeczywistości większośc kutych wałów 78mm kosztuje tyle samo, co wały 82mm, a cylindry 90.5mm do dłuższych wałów kosztują dokładnie tyle samo, co ich więksi bracia 94mm. Wiec dlaczego płacic tyle samo za mniejszy silnik? Niektórzy entuzjaści twierdzą, ze tłoki 94mm mniejszych rzeczywistości godne są mniejszych zasług, ale ja sadzę, że jeśli silnik jest odpowiednio ustawiony ( stopień sprężania, chłodzenie, wystrojenie, wydech, itd…) to tłoki 94mm są całkowicie niezawodne i ja uzywam ich od lat w ulicznych garbusach i w busach bez zadnych niespodzianek z niezawodnością. Znam mnóstwo silników opartych na tłokach 90,5mm mających spore problemy z przegrzewaniem i szczelnością pierścieni. Wiele z tych problemów było wynikiem nietrafionego doboru częsci, kiepskiego złożenia lub zbyt wysokiego stopnia sprężania. Silniki wieksze niż 2276cc wymagają wałów o skoku minimum 84mm i w niektórych okolicznościach te silniki mogą być dośc trudne do złożenia i dużo droższe przy okazji. Z tych powodów pojemnośc 2276cc jest idealnym rozwiązaniem dla poważnie traktowanego California Look VW.
Teraz, kiedy kwestie pojemności i budżetu zostały omówione, zaczyna się zabawa:
Zbieranie części. Pierwszą częścią do rozważenia jest sam blok silnika. Skrzynia korbowa jest jedną z kluczowych części w procesie budowy niezawodnego silnika. Niektórzy profesjonaliści są zdania, ze powinno się używać tylko bloków nowych, ale myślę, że jeśli lekko używany blok o niskim przebiegu jest możliwy do znalezienia w świetnym stanie, to nie ma żadnych przeciwwskazań, by go użyć. Widziałem kilka silników na nowych blokach, które małe niskie, lub całkowity brak ciśnienia oleju, nawet wyposażone w bardzo dobre części ( wał, pompa oleju) w połączeniu z nowym blokiem. Gadałem na ten temat z kolesiami z Rimco Rico Santa Ana i mówili, ze też o tym słyszeli. Polecili, bym przesyłał im każdy blok nad jaki planuje użyć do jednostki o dużej mocy, a oni rozwiercą kanały olejowe wewnątrz bloku.
W związku z tym bez względu na to, czy blok jest nowy czy nie, polecam jednak dokładne przejrzenie go pod kątem przepływu oleju wewnątrz i odpowiednie rozwiercił, gdzie trzeba. Kolejne sprawy do zbadania w używanym bloku to pęknięcia ( reguły pojawiające się od przedniej strony silnika (strona koła zamachowego), przy podstawie cylindrów, cylindrów okolicach montowania chłodnicy oleju, wytarte gniazda panewek. Polecałbym użycie bloku z roku 1972 lub późniejszego opartego na 8mm szpilkach, ze względu na większe główne galerie olejowe, 8mm szpilki. Unikałbym stosowania bloków sprzed 1970 określa się mianem jednoprzelotowych (ze względu na obecność jednej głównej galerii olejowej zamiast dwóch) i mają małe galerie olejowe. Skoro znajdziesz już blok odpowiedni do twoich potrzeb, będzie trzeba rozwiercić blok wewnątrz pod przyjęcie wału o dłuższym skoku i cylindrów cylindrów nadwymiarowej średnicy. Ja wykonuję to w Rico w Santa Ana, Kalifornia. Zaraz po obróbkach związanych z nadwymiarowymi elementami wypadałoby również zmodyfikować blok do zewnętrznego obiegu oleju typu full-flow i wykonany shuffle-pinning.
Przy modyfikacji pod full-flow silnik może korzystać z zewnętrznego, wkręcanego filtra oleju i dodatkowej chłodnicy oleju ( która jest polecana w zależności od intensywności użytkowania samochodu i klimatu w jakim ma być używany) Shuffle-pinning polega na montowaniu tulej w jednej połowie bloku i odpowiadające im bolce w drugiej połówce. Operacja ta ma na celu zapobieżenie przesuwania się połówek bloku względem siebie podczas intensywnej ekspoatacji. Shuffle-pinning nie powinien być pomyślany jako wymówka do wyboru kiepskiej jakości wału (głownej przyczyny uszkodzeń bloku), lecz jako wzmocnienie bloku. Jeśli uzyje się dobrej jakości wału, to shuffle-pinning słuzy tylko jako dodatkowe zabezpieczenie mające na celu wydłużenie życia bloku.
W kwestii wałów korbowych: skoro omawiamy silniki powyżej 2000cc, to bierzemy pod uwagę wały o dłuższym skoku. Wielu ludzi w przeszłości używało z sukcesem wałów ‘spawanych’ i ja tez zbudowałem kilka silników w oparciu o nie. Jednak mimo wszystko nie polecam używania takowych. Większość spawanych wałów z którymi miałem do czynienia było słabo wykonanych i tworzyło całą masę problemów. Okazywało się, ze bardzo często nie trzymały wymiarów luzów pod korbowody – bez względu do jakiego typu korbowodu były dedykowane. Musiałem ręcznie dopasowywać panewki korbowodowe, gdyż średnica wałka w tym miejscu była błędnie wykonana. Czas i środki poświęcone, by spawany wał działał jak należy mogłyby być dużo lepiej wydane na porządny, kuty wał. Dobry, kuty wał można kupić obecnie za marginalnie wyższą kwotę niż przeciętny wał spawany. Miałem dobre rezultaty z wałami różnych producentów, ale najlepszej wartości na rynku jest obecnie wał Bugpack. Te wały są dobrze wykonane, wymagają tylko małej ingerencji, polerowania przed montażem. Korbowody i panewki pasują od razu bez przeróbek poza drobną rutynową polerką. Obecnie jest dobrym pomysłem użycie wałów pod korbowody VW, zamiast tradycyjnie pod rozmiar Porsche 912 czy Chevy 2.0’’ średnicy. Dlaczego? Jest bardzo trudno znaleźć korbowody w rozmiarze Porsche 912 za akceptowalną cenę, a Z gamy korbowodów w rozmiarze Chevy trudno wybrać coś pasującego do wału w rozmiarze 82mm. Korbowody Chevy są oferowane z reguły w rozmiarach 5,7’’ lub dłuższe, a to za dużo do tej konfiguracji. Wał pod korbowody w rozmiarze VW może być połączony z korbowodami typu seryjnego VW 311B ( Wzmocnione wersje produkuje Gene Berg Ent. i Rico ) lub bardziej popularne aftermarketowe produkcji Bugpack/Eagle dostępne w długościach 5.352’’ i 5.5’’. Dlaczego inna niż seryjna długośc korbowodów? Z dwóch powodów: brak miejsca w bloku po założeniu większego wału i stosunek wał-krobowód. Budujący silnik może znaleźć bardziej odpowiedni współczynnik korbowodowy niż seryjny korbowód oferuje w połączeniu z dłuższym wałem. Krótki korbowód typu 5.352” w połączeniu z wałem 82mm spowoduje dramatyczne zwiększenie prędkości przemieszczania się tłoka w cylindrze cylindrze porównaniu do seryjnego wału 69mm. Im większą szybkość tłoka, tym szybciej tłok buduje ciśnienie w cylindrze ( jak zaciąga mieszankę szybciej i mocniej), zwiększa moment obrotowy w średnim zakresie obrotów, i czasem poprawie przyśpieszenie. Większa prędkość tłoka jednak czasem prowadzi do większego zużycia pierścienie tłokowych (przy wysokich obrotach zwłaszcza). Dłuższy korbowód za to będzie budował ciśnienie w cylindrze później i wolniej niż krótszy w czasie kiedy silnik przyśpiesza dając efekt ‘leniwego’ wykresu mocy. Korbowód 5,7” jest według mnie za długi do ulicznego 2276cc. Rozmiar 5.352” działa świetnie (lekkie obróbki pod kolizje z tłokiem zalecane), seryjny rozmiar korbowodu VW w wersji wzmocnionej działa świetnie (ale wymaga większych obróbek bloku niż inne rozmiary), 5,5” są chyba najlepszym rozwiązaniem do wału 82mm pod korby w rozmiarze VW. %.352” daje współczynnik swietny korbowodowy 1.65 z wałem 82mm, 5.5” daje nawet lepsze 1.70. Dlaczego 5.7” jest za długi? Niekoniecznie z powodu współczynnika 1.77, raczej, co ważniejsze, z powodu bardzo grubych podkładek pod cylindry dających odpowiednie położenie głowicy od Górnego Martwego Punktu Tłoka. Korbowody Bugpack/Eagle w porównaniu do seryjnych modyfikowanych mają dużo zalet i polecałbym ich stosowanie w silnikach o dużej mocy.
 
 
 
 

Budowanie Niezawodnego I Mocnego Silnika Ulicznego – Częśc II

Kolejną rzecządo przemyślenia w kwestii dołu silnika, to wałek rozrządu. Fani California Look zawsze mieli bardzo ugruntowane zdanie w kwestii wyboru wałków rozrządu do ich uliczno-wyścigowych maszyn. Często, te uliczne garbusy jeździły na w pełni wyścigowych wałkach i to z powodzeniem. Często widzi się poważnych zawodników popełniających błedy w wyborze wałka rozrządu. Przegląd 12to i 13to sekundowych VW ukaże nam całą gamę wałków typu Engle FK-87 lub Web Cam 86C, oba bardzo radykalne, które normalnie kiepsko by się sprawowały w ulicznych garbusach. Oba wałki przekraczają 270 stopni otwarcia (przy 0.50” wzniosie) I unoszące zawór na .550”. Dla porównania, popularny uliczny wałek Engle W-110 daje 247 stopni i .430” zniosu zaworu. Więc raczej nie znajdziesz W-110 w silniku o bardzo dużej mocy. Nie dlatego, ze nie pozwoli rozwinąc silnikowi mocy, ale nie pozwoli wielkiemu silnikowi wyposażonemu w odpowiednie cylindry, układ ssący, wydechowy wkręcić się na wyższe niż 5500 obroty. Więc czy właściciele 12 i 13to sekundowych garbusów wyrzucają przez okno elastyczność silników wraz z użytkowaniem super ostrych wałków i wielkich pojemności?
Odpowiedź brzmi ‘Nie’ i jest ku temu powód. Po pierwsze większość szybkich garbusów ma pojemność powyżej 2000cc. Te pojemności generuję o wiele, wiele więcej momentu obrotowego niż mniejsze ( np. 1776), a ten moment obrotowy objawia się w jego niskich wartościach na niskich obrotach, co jest z reguły związane z radykalnym ustawieniem zaworów. Efekt dłuższego czasu otwarcia zaworów ma jeszcze mniejszy wpływ na mniejszy moment obrotowy na niskich obrotach z wałami dłuższymi niż 82mm. Powód- znów dłuższe wały powodują większą prędkość tłoka wyrównując efekty zwiększonych kątów otwarcia. Dodatkowo, Bardzo szybkie garbusy uliczne używają systemów doprowadzenia mieszanki poprzez układ – jedna przepustnica na jeden cylinder. Dając każdemu cylindrowi osobny zawór ssący i przepustnice i kanał dolotowy cofnięcia spowodowane przez dłuższe kąty otwarcia są ograniczone do pojedynczego cylindra pozwalając na większa kulturę pracy. Gdyby te wałki współpracowały z jedną przepustnica na cztery cylindry, to działałoby to bardzo kiepsko. Powodowałoby to bardzo nierówne wolne obroty, stromy wykres mocy, dający (jeśli w ogóle) sensowną moc w bardzo wysokim zakresie obrotów. Poprzez izolowanie pulsacji i cofnięć do osobnych cylindrów, układ dolotowy może skutecznie tłumić te efekty.

Kolejna przyczyna, dlaczego tak radykalne wałki działają w tak wielu mocnych, ulicznych garbusach, to ich przełożenia w skrzyni biegów. Większość tych aut jest w pierwszej kolejności zaprojektowana do wyścigów na 4 mili, więc nic dziwnego, ze skrzynie są dość ciasno zestopniowane. Powodem jest trzymanie silnika w zakresie obrotów najlepszych dla wałka rozrządu podczas zmian biegów. Jeśliby zastosował seryjne zestopniowanie przy takich silnikach, to wkręcałyby siew obroty bardzo wolno powodując zmniejszone wyraźnie przyśpieszenie. Dzięki krótkim przełożeniem spadek obrotów pomiędzy przełożeniami jest niewielki, przez co silnik trzyma się na ‘fali wznoszącej’ wałka rozrządu. Z reguły im ostrzejszy wałem, tym krótsze przełożenia. To nie jest rzecz pomijalna, gdyż krótkie przełożenia spowodują wyraźny spadek użyteczności samochodu w normalnych – nie wyścigowych – warunkach( wyższe obroty na prędkościach przelotowych). Na szczęście widzicie jak dobry wybór wałka rozrządu zależny jest od wielu czynników. Jak wspomniane wyżej – większa pojemność, to większy wałek można użyć. Wiedząc, ze zwiększona pojemność może być dokonana różnymi środkami ( większa średnica cylindra, większy skok wału lub kombinacja obydwu), różne wałki można dobrać, nawet dla silników o podobnej pojemności. Na przykład 1914cc może być zbudowane przy użyciu cylindrów 94mm i seryjnego skoku wału -69mm. W związku z ty, ze będziemy używać seryjnej długości korbowodów, silnik ten będzie miał tą samą prędkośc tłoka co seryjny typ 1. Przy tym silniku dwa razy bym się zastanowił, zanim założyłbym bardzo ostry wałek. Ale silnik 1900cc zbudowany w oparciu o cylindry 90.5 iwał 74mm ze względu na dłuższy skok wału zachowywałby się lepiej przy dość ostrym wałku. Oczywiście dołóż cylindry 94 i będziesz miał jeszcze lepiej jeżdżący silnik!

Dodatkowe rady do wzięcia pod uwagę przy dobieraniu wałka rozrządu:

Głowice:
Agresywny wałek rozrządu wymaga dośc mocno zmodyfikowanych głowic.
Zakładanie wałka działającego najlepiej na wysokich obrotach podczas gdy restrykcyjne głowice ograniczają wykres mocy jest niezbyt sensowne.

Układ dolotowy:
Znów, ostry wałek nie będzie działał dobrze z niskoprzelotowym dolotem. Do silników przedstawionych powyżej dobrym wyborem byłoby użycie dwugardzielowyh gaźników Hades średnicy gardzieli 44mm, bo 40mm byłoby prawdopodobnie zbyt mało.

Układ Wydechowy:
Tak jak głowice i dolot musisz dobrać wydech tak by współgrał z wałkiem rozrządu.
Mała srednica kolektora wydechowego będzie ograniczała odprowadzenie spalin Hades będzie powodować problemy Hades przegrzewaniem się silnika.

Stopień sprężania:
Ostre wałki działają lepiej z większym stopniem sprężania.
Dlaczego? Wydłużony czas otwarcia zaworów powoduje ‘wykrwawianiem się” ciśnienia w cylindrze na niskich obrotach, co powoduje niemrawy i dość płaski wykres mocy. Zwiększając stopień sprężania ( w granicach rozsądku) niektóre efekty spowodowane dłuższym czasem otwarcia mogą być zminimalizowane, jednocześnie zwiększając zdolność wałka do napełniania komór spalania na wysokich obrotach.
I tu przestroga: łagodne wałki i duży stopień sprężania też nie idą w parze. Łagodny wałek rozrządu powinien być łączony z niewysokim stopniem sprężania. Więcej na ten temat w kolejnych odcinkach.

Masa własna pojazdu I przełożenia skrzyni biegów:
Ogólnie rzecz biorąc, im lżejszy samochód, tym ostrzejszy wałek rozrządu można zastosować. Jeśli planujesz przewozić sporo ładunku i ludzi w swoim VW, wybierz łagodniejszy wałek rozrządu ( razem z głowicami, dolotem i wydechem). Jeśli twój samochód waży tyle co seryjny lub mniej i ma krótkie przełożenia w skrzyni biegów, to ostry wałek rozrządu można użyć do drastycznego zwiększenia mocy i przyśpieszenia.
Używasz swojego samochodu do jazdy po drogach ekspresowych ze stałymi, dużymi prędkościami? Zapomnij o wyścigowych wałkach i krótkich przełożeniach. Zostań przy seryjnie zestopniowanej skrzyni I łagodniejszym wałku rozrządu.

Zakładając, ze budujemy to 2276cc dla ważącego z grubsza tyle co seryjny garbusa o krótkich przełożeniach skrzyni biegów i planujemy używanie go do jazdy po mieście i okazjonalnych wypadów na tor wyścigowy na 1 mili.
Będziemy używać głowic o dużych zaworach i większych gaźników i wydechu. Sugerowałbym wałek o wzniosie ok. .380” i kącie otwarcia pomiędzy 265a 268 stopni zakładając, ze uzyjemy klawiatur 1.4:1. Przy klawiaturach 1.1:1 wznios może oscylować w okolicach .415”. Silnik z ostrym wałkiem będzie miał nieco bardziej dziką charakterystykę, mniej równe wolne obroty, będzie prosił żeby go wkręcić w obroty, by uzyskać moc. Oczywiście te ostrzejsze wałki mogą by dobrane, bądź przygotowany na spędzenie trochę czasu na trochę dostrajania i częste zmienianie biegów.

Więcej w Części III, cdn…

Tłumaczenie: rebel