Planering av motorbygge

[Erland Cox]

Det finns en annan sak förutom kolvhastiget och det är varvtalet.
Blir slaget längre minskar VE.
Jag har funderat över en trolig anledning, nån som har några funderingar?

Erland

[whilliam]

Jag är inte riktigt med på hur du menar med din sista fråga, men i fallet med "tillräckligt" hög kolvhastighet så blir det lättare att få en stark negativ puls från avgas att stämma bättre överens med med kolvens förmåga att dra lika stort vakuum. (ju högre hastighet på kolven desto större energi)

Man kan säga att om kolvhastigheten är för låg så klarar den inte att "kroka i" en stark undertryckspuls.

[whilliam]

Även avgassidan påverkas av längre slaglängd, detta märks mera på en turbomotor, vilken får möjligheter till breddat register neråt.

I princip skulle man väl vilja välja längsta möjliga slaglängd i förhållande till (mekanisk) hållbarhet på maxvarv samt att det är möjligt att få plats med tillräckligt stora ventiler.

[Pacman]

Whilliam,
Jag tror Erland menar ifall man fixerar kolvhastigheten och varierar varvtal vs slaglängd, så vinner varvtalet på VE.
Min fundering går mot friktionen. Man växlar kolv+kolvringsfriktion i det långa slaget mot lagerfriktion i ett högre varvtal. Man får även lägre friktion i luftens rörelse när den ska fylla ett tallriksformat förbränningsrum istället för ett rörformat förbränningsrum.

[super7]

Beräkning av längder på insug.
Det här är väldigt komplicerat eftersom insugningskanalen har olika pulshastigheter under ventil stängd och ventil öppen.
Ventil stängd är enkel för där har pulserna ljudets hastighet i en stillastående gasmassa.
Ventil öppen är mycket svårare för här ska pulsen gå ut mot flödet som har varierande hastighet beroende på varvtal

Så det bästa man kan göra är att beräkna en trolig längd för 2:a och 3:e pulsen och ibland 4:e, prova dom i ett simuleringsprogram
och prova att öka och minska längderna där för att hitta den maximala effektkurvan för varvtalregistret man ska använda.
Inte max vrid eller max effekt utan mest effekt under kurvan.

Förhoppningsvis blir jag lite klokare då för teori ska backas upp med praktik.

Jag fortsätter att berätta om rallybilen som jag hjälpt till att mappa.
Motorn renoverades samt att det byttes insug och insprutning samtidigt.
De hade suttit ett Vw insug med dispans på en Seat, är ju i princip samma motor.
Det som skiljer i stora drag är vars strypning sitter "restriktor"
Tittar man i bränslemappen så har motorn inte tappat nått i botten starkare vid 7000 och sträcker ut lika långt

[psa]

Det tar nog alltid en ganska specifik tid för luft att vända riktning, så skall man stänga ventilen sent får man varva.

[Erland Cox]

Det tar nog alltid en ganska specifik tid för luft att vända riktning, så skall man stänga ventilen sent får man varva.

Det är precis det jag tror med.
Ju mer man varvar desto mer kam kan man köra utan att reversionen påverkar.
Det stod inget om det i tråden så långt jag kommit men här är en jämförelse av liknande toppar på bottendelar med olika slag:

Randy , also Erland

here are few Things to think about ->

an Example-> Jeff Colletta's BBC 632 CID NPS 2007 World Champion,
so it not just a "Dud, plain-Jane " 632cid BBC engine we are talking about !

632 CID and 1322 HP @ 7700 RPM 4.600 Bore * 4.750 Stroke
2.480/1.925 Valves
2.480/4.600 = .53913 Valve-to-Bore Ratio...pretty decent of a Ratio


1322 HP sounds like a lot, but its very, very, pitiful

1322/632cid = 2.0918 HP/CID Ratio
then you look at ProStock 500cid at example if use just 1400 HP
its 1400/500= 2.8 HP/CID Ratio

so 2.8 times 632cid = 1769.6 HP potential

thats 447.6 HP left !!!!!!!!!!!!!!!!!

here's the Problem->

one Cyl Head flowing 510 CFM @28" on my "conservative" SF-600
on 4.600 Fixture will make 1308 to 1310 HP on same
632 cid ShortBlock around same 7600 to 7700 RPM point of Peak HP

another pair of Jeff's Heads will Flow 564 CFM @ 28" on my Bench
and make 1322 HP @ 7600-7700 RPMs

theres approx 54 CFM not really showing up
on Engine HP alone ( no NOS ) .

the 54 CFM only shows up down the DragStrip with NOS
as performance gain.

so you have a 510 CFM or 564 CFM Head
but with 2.480 Valve on a 4.600 Bore
...when you do the calculations at the Throat area,
the FPS is too fast, or enough speed to cause Choke or
pumping losses to cancel out Flow differences.

its not so much the Shrouding issue
( because its .53913 Valve-to-Bore Ratio )
but instead a Throat area FPS choke problem

So the Solution would be to head towards ProStock
like larger Bore + shorter strokes ..so you can increase
the Intake Valve OD (Throat ) to get out of Choke

This is a similar Problem with awesome Builders like even
Sonny Automotive large CID 892 or 903 or 932 CID
or as you go to 632cid and larger CID,
the Throat FPS soon becomes a Choke

like Sonny's "Killer" 892cid
2058 Peak HP @ 7900
1440 Peak TQ @ 6800
i think around 2.725 to 2.750 Intake Valve OD and 2.100 Exh valve OD ??
around 650-660 CFM Intakes and 470 CFM exh

5.300 Bore Spacing

5.080 Bore x 5.500 Stroke

the 2.725/5.080 = .53642 Valve-to-Bore Ratio...still pretty good !

but Valve-to-Bore Ratio along with the Stroke + RPM Range
put this Engine into severe Choke at the Intake Throat area !

so the Sonny's 892cid looks awesome at 2058 Peak HP @ 7900
but thats ONLY 2058 / 892cid = 2.3072 Ratio

2.3072 times 500cid= miserable 1153.6 HP

but here a few great things about Sonny's 892
or Engines of that Size !! ->
Piston Speed plays a great part in VE% potential in conjunction with
CFM/SqInch Valve Area

at Sonny's Piston Speeds...he has a ton more than enough to
create a potential of great VE,
but its choked at the Intake Throat,
what he does have though is what i call for a lack of a better term is->
"Duration of Suck" , i know its a Dumb Term,
if you have another i'll glady use it instead !

Sonny's 892cid is pulling or sucking long and hard on that
Cylinder Head ( i know what you're thinking )
look how long its accessing over 500 CFM in Piston CFM Demand

what this does is give Sonny's 892cid a much better
HP per FlowBench CFM Ratio than any 500cid ProStock Engine out there

so he has an awesome HP/CFM Ratio but a lousy HP/CID Ratio

he's turning 650-660 CFM into 2058 HP = .3958 Ratio
.3958 = 2058 / ( 8_Cylinders * CFM )
.3958= 2058 / ( 8 * 650 )

for a 500 CID that would need to be-> approx ballpark
1836.4 HP ..... 580 CFM @ .3958 Factor for 8 Cylinders

as long as you have great Dry Sump Pan system
along with VacPump you can take care of any BlowBy from
bad Rod-to-Stroke Ratios pushing the Bores around

as a side note,
if you're moving 2000 CFM on the top side ( 4-Stroke )
its around 4000 CFM in the Pan System because its ( 2-Stroke ) there !
a bunch of Windage to contend with coulpled with BlowBy


i'm having to redo PipeMax in version 4.0 to account for such large
CID's as Sonny is building and for future Sizes.
i've already changed the Equations in PipeMax 4.0 to reflect
the effects of Engine sizes like Sonny's
so PipeMax 4.0 Models those size and future larger sizes accurately.
MaxRace Software

Erland

[Erland Cox]

Jag fortsätter att berätta om rallybilen som jag hjälpt till att mappa.
Motorn renoverades samt att det byttes insug och insprutning samtidigt.
De hade suttit ett Vw insug med dispans på en Seat, är ju i princip samma motor.
Det som skiljer i stora drag är vars strypning sitter "restriktor"
Tittar man i bränslemappen så har motorn inte tappat nått i botten starkare vid 7000 och sträcker ut lika långt

Hur ser de olika insugen ut? Var sitter strypningen, mellan topp och insug?

Erland

[super7]

På det ena insuget satt strypning nära toppen och det andra betydligt längre ut mot tratten, minns inte hur stor skillnaden var.
Det är insuget som strypningen sitter närmare tratten som funkar bättre.

[Erland Cox]

Men det med strypningarna i flänsen hade på varje kanal och det med strypningen längre ut bara en strypning?
För samma storlek på strypning funkar bättre ju längre in den sitter.

Erland

[super7]

Jag fortsätter att berätta om rallybilen som jag hjälpt till att mappa.
Motorn renoverades samt att det byttes insug och insprutning samtidigt.
De hade suttit ett Vw insug med dispans på en Seat, är ju i princip samma motor.
Det som skiljer i stora drag är vars strypning sitter "restriktor"
Tittar man i bränslemappen så har motorn inte tappat nått i botten starkare vid 7000 och sträcker ut lika långt

Hur ser de olika insugen ut? Var sitter strypningen, mellan topp och insug?

Erland

Har ingen bild på Seat insuget, men så här ser Vw insuget ut

DSC00127.JPG (237.7 KiB) Visad 626 gånger

[whilliam]

Men det med strypningarna i flänsen hade på varje kanal och det med strypningen längre ut bara en strypning?
För samma storlek på strypning funkar bättre ju längre in den sitter.

Erland

Här verkar du tänka som att det är endast EN strypning på den ena av varianterna men så uppfattade inte jag att han skrev (hoppas han skriver hur det är när han läser detta)

I övrigt så tycker jag du är alldeles för svart/vit (eller kategorisk). Problemet med empiriska tester är att det måste analyseras ordentligt innan man kan dra en vettig slutsats. Det finns en "herre" som du inte verkar gilla (David Vizard) han brukar vara noga med att uttrycka sig korrekt, förslaget blir då så här: Om allting annat är rätt avstämt, gäller: "samma storlek på strypning funkar bättre ju längre in den sitter."

[Erland Cox]

Här var en bra förklaring till varför VE är varvtalsberoende:

Post by nitro2 » Fri Oct 31, 2008 8:25 pm

Assuming in all cases you have the best possible port design/size/shape (ignoring all practical constraints), then as the rpm level goes down, say by 4, the theoretical port area goes down by 4. But the port circumference is only cut by 2 and the runner is 4 times as long, plus the wave is now travelling for 4 times as long in milliseconds. The more time (4) the wave has to travel the more it deteriorates, plus it has 2 times as much runner trying to stop it. Picture filling a 60 c.i. cylinder through a 3/16" straw 200 feet long at 50 rpm. VE will suck

Erland

[Erland Cox]

maxracesoftware wrote:
so you have a 510 CFM or 564 CFM Head
but with 2.480 Valve on a 4.600 Bore
...when you do the calculations at the Throat area,
the FPS is too fast, or enough speed to cause Choke or
pumping losses to cancel out Flow differences.

its not so much the Shrouding issue
( because its .53913 Valve-to-Bore Ratio )
but instead a Throat area FPS choke problem
maxracesoftware wrote:
Like Darin says....this is a "Key" to VE and HP potential ->
its the CFM per SquareInch of Intake Valve Area !!!!!!!!
this has to be high as it can to achieve hi VE's
..
So the cfm per sq in at the intake valve, needs to be as high as possible, yet too fast of speed at the throat causes a loss of power???

Aren't these conflicting statements?

If we improve the cfm per sq in. at the valve throat, the air speed at the throat, also has to go up.

Where's (or is there) the fps limit at the valve throat?

Is there a time when the fps at the throat is too high, and you can make throat bigger, it flows no more air,(reducing choke) and the power goes up?


Randy

So the cfm per sq in at the intake valve, needs to be as high as possible, yet too fast of speed at the throat causes a loss of power???

Aren't these conflicting statements?

No....
its the same basic principle of a too-fast Pushrod area Choke,
if you make the Heads flow more with a Choke,
it just makes the Choke come in sooner and more severe,
and most times you see no HP or TQ gains,
and a few times you see HP and TQ losses as you make the Head
flow more. ...like some of the SS Class Cyl-Heads

the Tipoff or Signs of Choke->
The Heads never make the HP the FlowBench Numbers suggest
because of the Choke.

i've made a SS Chrysler 162CC Head w/1.880 valves flow
a little more than 270 CFM ..that's 97.3 CFM/SqInch
a lot less than any Comp or ProStock Engine,
yet it will choke a port at 162 CC because the Pushrod area
cannot be made Legally any larger.

it could not accelerate the speed thru the Choke
with the 3-speed auto + the rear gear ratio the SS Class Car's
RPM/SEC rate ......on slower RPM/SEC in another type of RaceCar
it wouldn't show up as severe.

so the Engines go faster at the DragStrip with lesser flow around
260's and lesser CFM/SqInch

Same thing like Welding pushrod outer walls
and widening that area on a hi-flow Cylinder 23deg old-style Heads,
you typically see absolutely no FlowBench gains,
but on the Dyno you see TQ and HP gains, and faster down the
DragStrip.


The Throat begins to be a Choke around 350 FPS and upwards .

350 FPS doesn't surprise me at all, its basically the same Port
CenterLine Speed Limit i've posted for years ->

Your Port's CenterLine Pitot Probe Pressure cannot equal or exceed
your Test Pressure , or your FlowBench CFM Numbers will
not fully equate to Live-Engine HP results.

Only the Short Turn Apex Peak / Floor Area / Short Turn curve
can exceed 350 fps and still make more HP and TQ
up to a point around 435 fps or so at 28" Test Pressure

The Port being further away from the Throat and Cylinder,
has a basic FPS speed limit of under or around 350 FPS
whereas, the Throat area will begin to Choke around 350 FPS
but HP can still increase to upwards of 412 to 420 FPS

at 350 FPS in the Throat and upwards ,
you can increase the Throat -to- Valve Dia PerCent higher
than .90% and see HP gains even though the CFM/SqInch is not better
...i've pushed this to .935% and saw HP gains many times
when Throat speeds approach 350+ FPS

as you go below 350 FPS at the Throat, increasing the Throat/Valve PerCent
above 90% , can hurt HP sometimes

We talk about ProStock 500cid a lot here,
but its State-of-the-Art, highly scienced-out Combinations,
its a good YardStick to compare to .

a 2.550 OD valve in 500 CID at 9500 RPM will be = 323 FPS

a 500 CID will not see Throat Choke as a speed limit until around
10,306 RPM with a 2.550 Int Valve

at 10,306 RPM the 500 cid should see Peak HP drop or level-off,
it will begin to be very hard to make Peak HP above 10,306
not impossible , but a bunch harder to do !

and at 12,131 RPM is the absolute limit for a 2.550 Int Valve
in a 500 CID Engine,
and no matter what the CFM/SqInch at 2.550 will not matter at that point

we make Peak HP @ 7700 RPM
the 632cid 4.600x4.750 with 2.480 Valve is = 349.5 FPS @ 7700 RPM

so ProStock 500 CID would be just as choked w/2.550 @ approx 10,306
as we are .
MaxRace Software

Erland

[whilliam]

Det finns en annan sak förutom kolvhastiget och det är varvtalet.
Blir slaget längre minskar VE.
Jag har funderat över en trolig anledning, nån som har några funderingar?

Erland

Nu hänger jag med på vad du menar med frågan (trots att du inte förklarat, utan i stort sett "svarat själv") I princip kan man sammanfatta det med att ju högre varvtal du stämmer av motorn på desto kortare runners och därmed mindre friktionsförluster i runnersen. Logiskt och "allmänt känt" vad gäller effekten (men inte orsaken, på ett "förklarande sätt")
Riktigt högvarviga motorer är de som står för högsta Nm/Bar trots att de har höga friktionsförluster, mekaniskt, i motorn. (de får även "samma hjälp" på avgassidan)