Kun esitimme aiemmin tänä vuonna ajatuksen modernin Chevyn ja Fordin välisen pienikokoisen moottorin rakennuskilpailusta, saamamme vastakaikukin oli ylivoimainen – oli heti selvää, että tämä taistelu piti toteuttaa. Ja vaikka parin kasaaminen kesti hieman odotettua kauemmin, olemme nyt virallisesti valmiita esitykseen.
Jos et nähnyt sarjan ennakkoesittelyä aiemmin tänä vuonna, kerromme sinulle nyt, missä mennään.
Jos meidän pitäisi valita kaksi voimanlähdettä, jotka ovat olleet ratkaisevassa asemassa nykyaikaisen muskeliauton heräämisessä, niiden olisi pakko olla Fordin yläpuolisella nokalla varustettu modulaarinen small-block V8, erityisesti sen viimeisimmässä 5,0-litraisessa iteraatiossa, ja GM:n kaikkialla läsnä oleva Chevyn small-block, joka on erityisen maukas (ja silti taloudellisesti helposti saatavilla) LS3-kokoonpanossa. Konseptina oli rakentaa parannettuja versioita molemmista moottoreista, mutta ei liian äärimmäisiä; jotain, jonka voi asentaa päivittäiseen kuljettajaan yli 50 000 kilometrin ajomatkan ajaksi ilman ongelmia. Lohkon, kärkien ja imusarjan piti olla OEM-vastaavia, mutta siitä eteenpäin meidän tehtävämme oli rakentaa moottori parhaista osista alle kymmenen tonnin hintaan.
Kumpikin näistä moottoreista tuottaa runsaasti hevosvoimia ja vääntöä suoraan laatikosta; näitä moottoreita on jo valmistettu venelasteittain paitsi Camaron, Corvetten ja Mustangin kaltaisiin autoihin myös Bowtie- tai Blue Oval -merkkiä kantaviin täysikokoisiin lava-autoihin ja maastureihin, joten näistä voimanlähteistä on nopeasti tulossa moottorinvaihtosuosikkeja hot roddereiden keskuudessa, olipa kyse sitten vanhan Falconin tai NB Miatan rakentamisesta.
Vaikka ulkoiset mitat eivät vaikuta build-offin arvosteluparametreihimme, 6,2-litraisen LS3:n ja Coyote 5.0:n DOHC-rakenteen väliset pakkauserot ovat varmasti huomionarvoisia.
Ja tehon suhteen varastossa olevat LS3 ja Coyote ovat tiiviisti vastakkain – vain kourallinen poneja erottaa kaksikon tehtaalta. Niinpä näiden kahden välillä on tietysti käyty loputonta penkkikilpailua jo vuosia, ja spekulantit ovat julistaneet, että toinen moottori on luonnostaan toista suorituskykyisempi, kunhan vain pultataan tänne tai viritetään ECU:ta sinne tänne.
Tällä testisarjalla päätimme lopettaa spekulaatiot. Mutta sen sijaan, että olisimme vain heittäneet mitä tahansa saatavilla olevien osien yhdistelmää näihin myllyihin, halusimme käyttää reaalimaailman lähestymistapaa, joka jäljittelee sellaista rakentamista, jonka voisit tehdä omassa autotallissasi.
Hankimme osia lukuisilta jälkimarkkinakomponenttien valmistajilta, mutta merkittävä osa tässä rakennuksessa käytetyistä osista tulee suoraan GM:ltä Chevrolet Performancen kautta.
Perussäännöt
- 9 999 dollarin tai sitä pienemmän varaosabudjetin
- Naturally aspirated
- Stock displacement
- Near 11:1 puristus
- Tuotantotyylinen imusarja
- Street car friendly – ei villejä nokkia
- Hydrauliset rullanokka-akselit
- Tehtaan PCM:t
- 91-oktaaninen ja VP:n lyijytön kilpa-asebensiini
Tämä budjetti kattaa lähinnä raaka-aineet näiden moottoreiden kasaamiseen – lisäkustannuksia koneistuksesta, kokoonpano, ulkoiset komponentit ja muut satunnaiset kustannukset eivät sisälly tähän. Molemmat moottorit ovat täysalumiinisia, ja molemmat koottiin samana päivänä paikallisella moottorinrakentajalla L&R Enginesillä. Sieltä veimme kaksikon Westech Performanceen dynotestausta varten – jonka tulokset näet aivan pian. Katsotaanpa sillä välin tarkemmin Chevy-pikkulohkoamme.
The Bottom End
LS3:n rakentamisen perustana on Chevy Performancen paljas lohko (PN 12623967, saatavana Jegsistä). Chevroletin virallisen linjan mukaan tämä lohko on validoitu 525 hevosvoimaan asti, mutta meillä on vähän epäilyksiä siitä, että se pystyy käsittelemään luotettavasti yli 800 hevosvoimaa helposti. Käyttö ja tehon käyttöaika ovat viime kädessä suurimmat kestävyystekijät minkä tahansa lohkon osalta, eikä LS3 ole poikkeus. Mutta tyypillisessä korkean suorituskyvyn katuautokäytössä on melko varmaa, että Chevyn viralliset luvut ovat konservatiivisia.
Harkitsimme pitäytymistä LS3:n vakiokampiakselissa, mutta LSA:n kampiakseli tarjoaa useita etuja vain pienellä hinnankorotuksella, sillä se tarjoaa sekä kevyemmän painon että suuremman lujuuden.
Ei tietenkään ole pahitteeksi parantaa komponenttien kestävyyttä siellä, missä se on mahdollista, joten valitsimme työhön Pace Performancen tehdasvalmisteisen LSA-kampiakselin (PN 12641691). Vaikka varastossa oleva LS3-kampiakseli on itsessään melko tukeva kappale, LSA-kampiakseli on valmistettu taotusta teräksestä LS3-kampiakselissa käytetyn pallografiittivaluraudan sijaan, ja lisäksi LSA-kampiakseli on itse asiassa halvempi kuin LS3-kampiakseli. Paremman lujuuden lisäksi LSA-kampiakseli on myös yli kymmenen prosenttia kevyempi, ja pyörivän massan painonsäästön löytäminen on aina mukavaa plussaa.
”Kannattaa muistaa, että LSA-kampiakselista on kaksi eri versiota, joita on käytetty tuotannossa”, sanoo Greg Was Pace Performance -yhtiöstä. ”Vanhempaa versiota, jossa pää- ja tankolaakerit eivät ole polymeeripinnoitettuja (PN 12603616), käytettiin vuosien 2009-2011 Cadillac CTS-V -moottoreissa, kun taas uudempi versio (PN 12641691 – jota käytimme tässä) löysi tiensä joihinkin vuoden 2011 CTS-V -moottoreihin ja kaikkiin vuosien 2012-2015 CTS-V-moottoreihin sekä kaikkiin vuosien 2012-2015 Camaro ZL1 -moottoreihin.”
LS3 Bare Block Completion Kit
Chevrolet Performance tarjoaa myös sarjan, joka kokoaa yhteen kaikki lopulliset komponentit, joita tarvitset LSX- tai GEN IV-tuotantomoottorin sinetöimiseen ja täydentämiseen.
PN 12575742 sisältää seuraavat osat:
- Moottorin etukansi (1) PN 809-12633906
- Moottoripyörän kansi (1) PN 809-12599296
- Moottoripään kiinnitystulpat (4) PN 809-12570326
- Kampiakselin anturi (1) PN 809-12585546
- Kampiakselin anturin pultti (1) PN 809-11515756
- Toimintaketjun vaimennin (1) PN 809-12588670
Ketjun ylöspäin siirtyminen, haimme Lunatilta sauvasarjan (PN 70361251-8). Kestävyysteemasta pitäytyen nämä tangot valmistetaan täällä Yhdysvalloissa lentokoneen laatuisesta 4340-taotusta teräksestä, niiden mukana toimitetaan ARP-korkitarvikkeet ja ne on tasapainotettu 1,5 gramman toleranssin tarkkuudella. Se, että ne saa alle 600 dollarin sarjalla, teki tästä päivityksestä järkevän.
Kytkettynä näihin on sarja taottuja Mahlen mäntiä (PN 197714865) ja renkaita (PN HV385). Kyseessä on 376:n mäntä, jossa on 12 cm3:n kupu, mutta kiinteän kupun muotoilun vuoksi mäntä madallettiin 8 cm3:iin, jotta saatiin puristus lähemmäs 11:1-kriteeriämme (11,03:1) molemmissa moottoreissa. Kun rakennat korkeakierroksista suorituskykymoottoria, vanha sanonta, että saat sen, mistä maksat, pätee lähes kaikkialla, mutta on erityisen tärkeää noudattaa tätä neuvoa, kun kyse on männistä.
”Taotut männät ovat vahvempia ja kestävämpiä kuin valetut männät, mikä pätee useimpiin varastosovelluksiin”, huomauttaa Craig Lancaster Mahle Motorsportsista. ”Taotun männän suuremman lujuuden ansiosta se kestää moottoriurheilun ja muiden äärimmäisten käyttökohteiden suuria kuormituksia ja paineita. Valetuissa männissä on yleensä korkea piipitoisuus, jonka ansiosta männän ja seinämän välys voi olla tiukka alhaisen lämpölaajenemisnopeuden ansiosta, mutta se on myös altis vaurioille detonaation sattuessa. Taotun männän kanssa meillä on vaihtoehtoja ja voimme käyttää jompaakumpaa kahdesta seoksesta sovelluksesta riippuen, 4032:ta tai 2618:aa.”
Mahlen fosfaattipäällystysprosessi antaa männälle harmaan ulkonäön. Tämä pinnoite muodostaa voitelukalvon männän poroihin ja rengasuriin, kunnes moottorin öljyjärjestelmä saavuttaa käyttöpaineen, mikä on erityisen hyödyllistä moottorin alkukäynnistyksen ja sisäänajon aikana suojaamaan syöpymiseltä ja mikrohitsaukselta.
Valetuissa männissä on yleensä korkea piipitoisuus, joka, vaikka se mahdollistaa männän ja seinämän välisen välyksen tiukkuuden alhaisen lämpölaajenemisnopeuden vuoksi, tekee siitä myös alttiin vaurioille, kun detonaatio tapahtuu. – Craig Lancaster, Mahle Engine Components
”Street/strip-sovelluksiin 4032 on usein paras valinta. Koska 4032-seos sisältää noin 12 prosenttia piitä, lämpölaajeneminen pysyy suhteellisen alhaisena, mikä mahdollistaa pienemmän kulumisen ja tiukemmat männän ja seinämän välit. Tämä johtaa hiljaisempaan toimintaan, minkä vuoksi se soveltuu hyvin monenlaisiin sovelluksiin. 2618 sisältää huomattavasti vähemmän piitä, mikä edellyttää suurempaa männän ja seinämän välistä välystä, ja se on muokattavampi, minkä ansiosta se kestää kilpa-ajossa ja muissa äärimmäisissä tehosovelluksissa esiintyviä äärimmäisiä kuormituksia, vaikka se tinkii kestävyydestä, koska se pehmenee paljon nopeammin. Mahle käyttää 2618-mäntää äärimmäisiin käyttökohteisiin, kuten kilpa-ajomoottoreihin, joilla on säännöllinen uusimisaikataulu”, Lancaster sanoo.”
Jotta LS3:n puristussuhde saataisiin mahdollisimman lähelle molemmissa moottoreissa tavoittelemaamme lähes 11:1:n puristussuhdetta, mäntiä leikattiin alaspäin puristussuhteen pienentämiseksi hieman. Päädyimme lopulta puristussuhteeseen 11,3:1, kun kaikki oli sanottu ja tehty, jolloin LS3-moottorin puristussuhde on 0,2 pistettä korkeampi kuin Coyoten. Mutta kuten Coyoten 1,84 cm3:n iskutilavuuden lisäys (joka johtuu pienestä ylikierroksista tehtaan spekseihin verrattuna), sen vaikutus suorituskykyyn on vähäinen.
Kokonaisuutena LS3:n alapään yhdistelmä antaa meille vankan perustan, jonka varaan voimme rakentaa tehoa, mutta emme kuitenkaan tuhlaa budjettia (tai lohkoa) siihen pääsemiseksi.
Huippupää
Kun moottorin alapäätä on sopivasti vahvistettu tehon lisäämiseksi varastoon nähden, tarkastelemme yhtälön ylempää puoliskoa nähdäksenne, missä voisimme saada aikaan merkittävää suorituskyvyn kasvua.
Comp Cam -nokka-akselin asentaminen LS3-moottoriimme
Comp Camsin osia valittiin leijonanosa venttiilivaihteiston komponenteista, mukaan lukien valitsemamme nokka-akseli (PN 54-469-11) ja yhteensopiva jousisarja lisääntynyttä nostoa ja d:tä varten. Valitsimme tämän nokan, koska sen kesto ja nostoarvot ovat suuremmat kuin varastossa olevan nokan, minkä puolestaan pitäisi tarjota laajempi tehokaista, jossa on enemmän vääntöä keskialueella ja korkeampi huippulukema, vaikkakin pienin vääntömomentin kustannuksin alhaalla.
Nokka-akselin tiedot
- Kesto: 231 imu / 247 pakoputki 0,050″:n kohdalla
- Nousu: 0,617 imu / 0,624 pakoputki
- Nokka-akseliväli: 113 astetta
Chevrolet Performance toimitti myös keinuvivut (PN 12569167/Intake ja 10214664/Exhaust). Suora OEM-tyylinen sovitus tarkoittaa, että asennus on lastenleikkiä, ja ne sopivat erinomaisesti yhteen Compin rullakärkisarjan kanssa.
Ja jos vaihdat varastossa olevan nokka-akselin, haluat ideaalitapauksessa päivittää myös venttiilikoneiston varmistaaksesi, että kaikki komponentit ovat kunnossa, joten oli järkevää sovittaa uusi nokka-akseli yhteen venttiilikoneistokomponenttien kanssa, jotka on myös hankittu Comp Camsilta.
Vaihtaessamme varastossa olevasta nokka-akselista Compin nokka-akseliin tiesimme, että tarvitsisimme venttiilivaihteiston komponentteja, jotka ovat kestävämpiä, jotta ne pystyisivät käsittelemään luotettavasti lisääntynyttä nostoa ja kestoa. Compin venttiilijouset (PN 26926TS-KIT) on suunniteltu juuri tähän – käsittelemään suurempaa nostoa ja suurempaa jousipainetta. Kaksoisjouset on valmistettu Compin Super Clean -langasta, ja ne ovat lähes yhtä kevyitä kuin titaani; niiden harmonisuus on parantunut varastojousiin verrattuna, joten ne kestävät myös paljon kauemmin. Työkaluteräksiset pidikkeet sisältyvät tähän sarjaan.
Comp Cams Pro Magnum hydraulisten rullanostimien muotoilu minimoi männän sisäisen liikkeen, mikä vähentää avoimen venttiilin ongelmia ja mahdollistaa korkeammat moottorin kierrosluvut, mikä lisää tehoa. Näiden nostimien pinta on myös pinnoitettu mustalla oksidipinnoitteella, joka vähentää merkittävästi pintakitkaa, kulumista ja voitelulämpötiloja.
Compin Pro Magnum -nostimet (PN 875-16) on myös suunniteltu erityisesti toimimaan korkeammilla moottorin kierroksilla. Kun moottori on varustettu hydraulisella rullanokka-akselilla – kuten LS3-moottorimme on – korkean kierrosluvun suorituskykyä rajoittaa sisäisen männän virheellinen asento, kun nostin väistämättä ”pumppaa”. Tämä vääränlainen sijainti voi johtaa venttiilien rikkoutumiseen ja siten tehon menetykseen tai jopa moottorin vikaantumiseen, ja nämä lyhennetyn matkan nostimet tarjoavat tässä suhteessa selvän edun tavallisiin korkean suorituskyvyn hydraulisiin nostimiin verrattuna.
Käytimme myös Comp Camsin trunion-päivityssarjaa (PN 13702-KIT) muuttaaksemme LS:n varastossa olevat keinuvivut kaapattaviksi rullaportaiden nostimiksi. Nämäkin on suunniteltu korkean kierrosluvun sovelluksiin, ja muiden venttiilivaihteiston osien tavoin ne mahdollistavat sen, että keinuvipu pystyy käsittelemään uuden nokka-akselin tarjoaman suuremman nostokorkeuden.
Venttiilivaihteistopaketin täydentävät Comp Camsin Hi-Tech-työntötangot (PN 7955-16). Nämä työntövarret on valmistettu korkealaatuisesta ensiluokkaisesta terässeoksesta, joka lisää lujuutta ja kestävyyttä, ja ne ovat paljon jäykempiä kuin varastokappaleet, ja ne ovat riittävän vankkoja käsittelemään lisääntyneitä venttiilijousipaineita, jotka johtuvat käyttämistämme aggressiivisemmista nokkaprofiileista.
Jos käytät varastossa olevia keinuvarsia, Comp Camsin kampiakselin päivityssarja on halpa vakuutus mahdollista vikaa vastaan. Asennuksen jälkeen keinuvarsilla on täysi 360 asteen liikealue, kun taas varastokappaleiden liikealue on rajoitettu.
Alun perin olimme suunnitelleet käyttävämme Chevy Performancen porttaamattomia LS3-päitä, mutta kun huomasimme, että vain 200 dollaria erottaa nämä sylinteripäät Chevy Performancen tehdasvalmisteisista CNC-portattavista LS3-vaihtoehdoista, valitsimme jälkimmäiset. Tuolla suhteellisen vaivaisella summalla portatut LS3-kallot tarjoavat useita etuja valettuihin LS3-kappaleisiin verrattuna, ja ilmeisin syy numero yksi on ilmavirran lisääminen ja samalla sylinteriin kohdistuvan turbulenssin vähentäminen.
Kun näimme suhteellisen pienen hinnankorotuksen, joka aiheutti siirtymisen portatuista LS3-päistä samanlaisella CNC-käsittelyllä varustettuihin LS9-yksiköihin, valinta oli selvä. Nämä ovat samoja sylinteripäitä, jotka GM pulttaa C6 Corvette ZR1:een, mutta imukanavien porttauksen tuloksena ne virtaavat nyt noin kymmenen prosenttia paremmin kuin tuotannossa käytetyt.
”CNC-porttaus on tehty näihin sylinteripäihin, jotta ne parantaisivat tehoa korkeilla kierrosluvuilla kierrosluvun ollessa korkeilla kierrosluvuilla”, selittää Rocko Parker Chevrolet Performancelta. ”Testiemme perusteella päät tuottavat tyypillisesti hieman vähemmän tehoa kuin ilman CNC:tä valmistetut päät tehoalueen alapäässä. Mutta kierrosalueen yläpäässä ne tuottavat enemmän tehoa, joten ne sopivat parhaiten moottoriin, jossa halutaan suurta tehoa ja korkeita kierroslukuja.”
Näyttävän ulkonäön lisäksi FASTin billet-polttoainekiskot pystyvät pitämään enemmän polttoainetta ja syöttämään huomattavasti enemmän tilavuutta kuin niiden varastossa olevat vastineet – tarpeeksi syöttämään moottoreita, jotka tuottavat yli 1000 hevosvoimaa.
Ja jos aiomme varustaa moottorin sisäosilla, joita se tarvitsee saadakseen enemmän tehoa, meidän on tarjottava sille lisääntynyt ilman ja polttoaineen tarjonta, jotta se voi tehdä sen. Polttoaineen osalta olemme kiinnittäneet F.A.S.T. LSX:n korkeavirtaiset billet-polttoainesäiliöt (PN 146027-KIT), ja vaikka alun perin ajattelimme yhdistää ne F.A.S.T.:n polttoainesäiliöihin.’s 65 lb-hr polttoainesuuttimet (PN 30657-8), mutta budjetti oli vähissä, joten päätimme käyttää varastossa olevia osia.
Voidaksemme saada haluamamme isomman paukun, asensimme sarjan FAST-sytytyskeloja (PN 30256-8). Nämä tuottavat kuumemman kipinän kuin varastokappaleet, ja ne sopivat ihanteellisesti keskitason luontaisesti hengittävälle moottorille, kuten meidän moottorillemme, vaikka ne sopivat rakennelmiin, joissa käytetään jopa 15-20 kiloa boostia ja jopa noin 1 500 hevosvoimaa.
Lainasimme viime hetkellä Nick Williamsin Billet-kaasuläpän Cunningham Motorsportsilta, koska Howellin EFI-järjestelmä ei sallinut meidän käyttää vaijerikaasuläppää.
Putting It All Together
Kipinän saaminen käämeiltä sytytystulppiin tapahtuu MSD:n sytytystulpan johtosarjan avulla. Niiden 8,5 mm:n Super Conductor -johtosarjoissa, jotka on suunniteltu tuottamaan luotettavaa virtaa korkeissa lämpötiloissa, on erityinen spiraalimaisesti kierretty ydin, joka tuottaa vain 40-50 ohmia vastusta jalkaa kohden, kun taas ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa kaksoispuristetuissa liittimissä on snap-lukot, jotka takaavat turvallisen istuvuuden.
Jos LS3-rakentamisellamme on jokin yleinen teema, se on ehkä se, että katu-käyttökelpoisuutta pidetään etusijalla ja maksimitehoa vasta sitten. Olemme varmasti kiinnostuneita siitä, että saamme tämän LS3:n todella laulamaan, mutta kun otetaan huomioon, että yksi moottori ei ”voita” pelkästään pelkän huipputehon perusteella (sekä hintakatto, jota käytämme tässä head to head -rakentamisessa), kun tuli aika valita komponentteja, luotettava tehon tuottaminen koko kierroslukualueella oli korkein prioriteetti.
Se myös varmistaa moottorin jossain määrin tulevaisuudelta, mikä sallii jonkin verran joustavuutta tulevien osien vaihtojen suhteen ja mahdollisuuden siirtyä pakotettuun induktioon jossakin vaiheessa, jos haluaisimme tehdä niin myöhemmässä ajassa. Ei ole koskaan pahitteeksi antaa itselleen vaihtoehtoja myöhemmäksi.
Tällä välin meitä kiinnostaa kuitenkin se, miten LS3 pärjää Coyote 5.0 -moottorille vastaavalla budjetilla. 1,2 litran lisätilavuuden ansiosta Chevyllä saattaa olla tekemistä tehon per kuutiotuuma -rintamalla, mutta se saattaa myös mitätöidä sen ylimääräisellä vääntömomentilla matalalla käyntinopeudella.
Nyt kun LS3 on koottu, tämän myllyn seuraava pysähdyspaikka on Westech Performancen moottoridynossa, jossa emme ainoastaan testaa ja viritä nykyistä yhdistelmää, vaan myös vaihdamme muutamia komponentteja nähdaksemme, miten ne vaikuttavat moottorin tehoon.
Ja vaikka nämä kaksi moottoria tuottavat samankaltaista tehoa varastokokoonpanossa, niiden tekeminen on hyvin erilaista, sillä Chevyn vanhan koulukunnan työntötankosuunnittelu on edelleen todistanut arvonsa, kun taas viimeisten kahden vuosikymmenen aikana Fordin DOHC-suunnittelu on hiottu sinisen soikean suorituskyvyn mahtavaksi alustaksi.
Mutta kumpi niistä voittaakaan tässä vastakkainasettelussa? Dyno-sessiot puhuvat paljon – pitäkää silmänne auki, sillä niistä saatte pian tietoa.
Kuten näette, alitimme budjetin.