Kiedy na początku tego roku przedstawiliśmy pomysł stworzenia nowoczesnego konkursu Chevy kontra Ford small-block, odpowiedź, którą otrzymaliśmy była przytłaczająca – od razu było oczywiste, że jest to starcie łeb w łeb, które musi dojść do skutku. I choć zebranie tej pary zajęło trochę więcej czasu, niż się spodziewaliśmy, jesteśmy już oficjalnie gotowi na czas pokazów.
W przypadku, gdy przegapiliście naszą zapowiedź serii na początku tego roku, pozwólcie, że przyśpieszymy.
Jeśli mielibyśmy wybrać dwie jednostki napędowe, które odegrały kluczową rolę we współczesnym odrodzeniu musclecar, musiałby to być modułowy silnik Forda typu small-block V8 z górnym zaworem, szczególnie w jego najnowszej 5,0-litrowej iteracji, oraz wszechobecny silnik Chevy small-block GM, który jest szczególnie smaczny (a jednocześnie dostępny finansowo) w konfiguracji LS3. Koncepcja polegała na zbudowaniu podrasowanych wersji obu silników bez popadania w skrajności; czegoś, co można bez problemu zamontować w codziennym kierowcy na dystansie 50 000+ mil. Blok, głowice i kolektory dolotowe musiały być odpowiednikami OEM, ale od tego zależało, czy uda nam się zbudować go z najlepszych części za mniej niż dziesięć tysięcy.
Oba te silniki mają mnóstwo koni mechanicznych i momentu obrotowego zaraz po wyjęciu z pudełka; z masą tych silników wyprodukowanych już nie tylko do samochodów takich jak Camaro, Corvette i Mustang, ale także do pełnowymiarowych pickupów i SUV-ów, które noszą Bowtie lub Niebieski Owal, te jednostki napędowe szybko stają się ulubionymi silnikami do wymiany dla hot rodders, niezależnie od tego, czy budują starego Falcona czy Miatę NB.
Pomimo, że wymiary zewnętrzne nie będą brane pod uwagę przy ocenie parametrów budowy, różnice w upakowaniu 6,2-litrowego LS3 i konstrukcji DOHC silnika Coyote 5.0 są z pewnością warte odnotowania.
A jeśli chodzi o moc, fabryczne LS3 i Coyote są bardzo dobrymi rywalami – dzieli je zaledwie garść kucyków. Oczywiście od lat trwają niekończące się wyścigi między nimi, a spekulanci twierdzą, że jeden silnik z natury przewyższa drugi, jeśli tylko dołoży się do niego jakąś śrubkę tu lub dostroi ECU tam.
W tej serii testów postanowiliśmy położyć kres tym spekulacjom. Ale zamiast rzucać każdą kombinację części dostępnych w tych fabrykach, chcieliśmy przyjąć podejście zgodne z rzeczywistością, które odtwarza rodzaj budowy, jaką możesz podjąć w swoim własnym garażu.
Dostarczamy części od wielu producentów części zamiennych, ale znaczna część części użytych w tym projekcie pochodzi bezpośrednio od GM za pośrednictwem Chevrolet Performance.
Podstawowe zasady
- Budżet na części do 9 999 dolarów
- Naturalnie wolnossący
- Pojemność silnika
- Pojemność silnika
- Prawie 11:1 kompresja
- Uruchomić kolektor dolotowy w stylu produkcyjnym
- Przyjazny dla samochodów ulicznych – bez dzikich krzywek
- Hydrauliczne wałki rozrządu
- Fabryczne PCM
- 91 oktan i bezołowiowa benzyna VP
Ten budżet zasadniczo pokrywa surowce do złożenia tych silników razem – dodatkowe koszty obróbki mechanicznej, montażu, komponentów zewnętrznych i innych przypadkowych elementów nie będą wliczone. Obie jednostki napędowe będą całkowicie aluminiowe i obie zostały złożone tego samego dnia w lokalnym zakładzie L&R Engines. Stamtąd zabraliśmy je do Westech Performance na testy dynamiczne, których wyniki poznacie już wkrótce. W międzyczasie przyjrzyjmy się bliżej naszemu małemu blokowi Chevy.
Dolny koniec
Podstawą budowy LS3 jest goły blok od Chevy Performance (PN 12623967, dostępny w Jegs). Oficjalnie Chevrolet twierdzi, że ten blok jest zatwierdzony do 525 KM, ale nie mamy wątpliwości, że z łatwością poradzi sobie z mocą ponad 800 KM. Użytkowanie i czas pracy na mocy są ostatecznie największymi czynnikami trwałości dla każdego bloku, a LS3 nie jest wyjątkiem. Ale przy typowym zastosowaniu w samochodach ulicznych o wysokich osiągach, można bezpiecznie założyć, że oficjalne liczby Chevy są konserwatywne.
Rozważaliśmy pozostanie przy standardowej korbie LS3, ale korba LSA oferuje wiele korzyści za niewielki wzrost kosztów, zapewniając zarówno mniejszą masę, jak i zwiększoną wytrzymałość.
Oczywiście, nie zaszkodzi zwiększyć trwałość komponentów tam, gdzie możemy, więc wybraliśmy fabryczną korbę LSA od Pace Performance (PN 12641691) do tego zadania. Podczas gdy standardowa korba LS3 jest sama w sobie dość mocnym elementem, korba LSA jest zbudowana z kutej stali, a nie z żelaza sferoidalnego stosowanego w korbach LS3, a ponadto korba LSA jest tańsza niż korba LS3. Oprócz zwiększonej wytrzymałości, korba LSA jest również więcej niż dziesięć procent lżejszy, a znalezienie trochę oszczędności masy obrotowej jest zawsze miły bonus.
„Należy pamiętać, że istnieją dwie różne wersje korby LSA, które zostały wykorzystane w produkcji”, mówi Greg Was z Pace Performance. „Starsza wersja z łożyskami głównymi i prętowymi bez powłoki polimerowej (PN 12603616) była używana w silnikach Cadillac CTS-V z lat 2009-2011, podczas gdy nowsza wersja (PN 12641691 – ta, której użyliśmy tutaj) znalazła się w niektórych silnikach CTS-V z 2011 roku i wszystkich CTS-V z lat 2012-2015, a także we wszystkich silnikach Camaro ZL1 z lat 2012-2015.”
LS3 Bare Block Completion Kit
Chevrolet Performance oferuje również zestaw, który gromadzi wszystkie końcowe elementy, które będą potrzebne do uszczelnienia i ukończenia silnika LSX lub GEN IV produkcji.
PN 12575742 zawiera następujące elementy:
- Pokrywa silnika z przodu (1) PN 809-12633906
- Pokrywa wału (1) PN 809-12599296
- Kołki ustalające głowicę (4) PN 809-12570326
- Czujnik wału korbowego (1) PN 809-…12585546
- Śruba czujnika korbowego (1) PN 809-11515756
- Tłumik łańcucha rozrządu (1) PN 809-12588670
Ruszając w górę łańcucha, kupiliśmy zestaw drążków od Lunati (PN 70361251-8). Trzymając się tematu wytrzymałości, drążki te są zbudowane tutaj w USA z kutej stali o jakości lotniczej 4340, w komplecie z nakrętkami ARP i są wyważone z tolerancją do 1,5 grama. Fakt, że można je mieć za mniej niż 600 dolarów za komplet, sprawił, że ta modernizacja nie była oczywista.
Podłączony do nich jest zestaw kutych tłoków Mahle (PN 197714865) i pierścieni (PN HV385). Jest to tłok 376 o standardowym otworze z kopułką 12cc, ale ze względu na solidną konstrukcję kopułki, zmniejszyliśmy objętość tłoka do 8cc, aby uzyskać kompresję bliższą naszym kryteriom 11:1 (11.03:1) dla obu silników. Kiedy budujesz wysokoobrotowy silnik, stare porzekadło mówi, że dostajesz to, za co płacisz, ale jest to szczególnie ważne, aby słuchać tej rady, jeśli chodzi o tłoki.
„Kute tłoki są mocniejsze i bardziej wytrzymałe niż tłoki odlewane, co ma miejsce w przypadku większości zastosowań w silnikach seryjnych”, zauważa Craig Lancaster z Mahle Motorsports. „Ze względu na zwiększoną wytrzymałość kutego tłoka, może on wytrzymać duże obciążenia i ciśnienia w sportach motorowych i innych zastosowaniach związanych z ekstremalnymi obciążeniami. Tłoki odlewane mają zazwyczaj wysoką zawartość krzemu, co, choć pozwala na uzyskanie ciasnego luzu pomiędzy tłokiem a ścianą dzięki niskiemu współczynnikowi rozszerzalności cieplnej, czyni je również podatnymi na uszkodzenia w przypadku wystąpienia detonacji. Z kutym tłokiem, mamy opcje i możemy użyć jednego z dwóch stopów w zależności od zastosowania, 4032 lub 2618.”
Proces powlekania fosforanem firmy Mahle zapewnia szary wygląd tłoka. Powłoka ta zapewnia warstwę smaru w otworach sworzni i rowkach pierścieniowych do momentu, gdy układ olejowy silnika osiągnie ciśnienie robocze, co jest szczególnie przydatne podczas początkowego rozruchu i docierania silnika, aby chronić przed zacieraniem i mikrospawaniem.
Tłoki odlewane mają zazwyczaj wysoką zawartość krzemu, która, choć pozwala na uzyskanie ciasnego luzu między tłokiem a ścianą dzięki niskiemu współczynnikowi rozszerzalności cieplnej, czyni je również podatnymi na uszkodzenia w przypadku wystąpienia detonacji. – Craig Lancaster, Mahle Engine Components
„W zastosowaniach ulicznych/rekreacyjnych najlepszym wyborem jest często stop 4032. Ponieważ stop 4032 zawiera około 12 procent krzemu, rozszerzalność cieplna jest utrzymywana na stosunkowo niskim poziomie, co pozwala na mniejsze zużycie i ciaśniejsze odstępy między tłokami a ścianami. Skutkuje to cichszą pracą i dlatego dobrze nadaje się do wielu różnych zastosowań. 2618 składa się ze znacznie mniejszej ilości krzemu, który wymaga większego luzu między tłokiem a ścianą i jest bardziej plastyczny, dzięki czemu jest w stanie wytrzymać ekstremalne obciążenia podczas wyścigów i innych zastosowań o ekstremalnej mocy, choć pogarsza trwałość, ponieważ mięknie w znacznie szybszym tempie. Mahle używa 2618 w ekstremalnych zastosowaniach, takich jak silniki wyścigowe, które są w regularnym harmonogramie przebudowy” – mówi Lancaster.
Aby zbliżyć LS3 do stopnia sprężania bliskiego 11:1, którego oczekujemy od obu silników, tłoki zostały przycięte, aby nieco obniżyć stopień sprężania. Po wszystkim uzyskaliśmy stopień sprężania 11,3:1, co stawia stopień sprężania silnika LS3 o 0,2 punktu wyżej niż Coyote. Jednak, podobnie jak w przypadku Coyote’a, wzrost pojemności skokowej o 1,84 cm (spowodowany lekkim przewymiarowaniem w stosunku do specyfikacji fabrycznej), jego wpływ na osiągi będzie znikomy.
W sumie, kombinacja dolnej części LS3 daje nam solidny fundament, na którym możemy budować moc, jednocześnie nie przepuszczając pieniędzy (lub bloku), aby to osiągnąć.
Top End
Po odpowiednim wzmocnieniu dolnej części silnika, aby zwiększyć jego osiągi w stosunku do stanu fabrycznego, przechodzimy do górnej połowy równania, aby sprawdzić, gdzie możemy uzyskać znaczące przyrosty osiągów.
Instalacja krzywki Comp Cam w naszym LS3
Comp Cams został wybrany do lwiej części elementów układu rozrządu, w tym do naszego wałka rozrządu (PN 54-469-11) i dopasowanego zestawu sprężyn dla zwiększonego skoku i d. Wybraliśmy ten konkretny wałek rozrządu ze względu na zwiększony czas trwania i wznios w stosunku do standardowego drążka, co z kolei powinno zapewnić szersze pasmo mocy z większym momentem obrotowym w średnim zakresie obrotów i wyższą górną granicą, aczkolwiek przy niewielkich kosztach momentu obrotowego na niskich obrotach.
Specyfikacje wałka rozrządu
- Czas trwania: 231 dolot / 247 wydech przy .050″
- Lift: .617 dolot / .624 wydech
- Rozdzielenie płatków: 113 stopni
Chevrolet Performance dostarczył również wahacze (PN 12569167/ wlot i 10214664/wylot). Bezpośrednie dopasowanie w stylu OEM oznacza, że instalacja jest łatwa i świetnie współpracują z zestawem łączników wałków Comp.
A jeśli wymieniasz fabryczną krzywkę, idealnie byłoby, gdybyś chciał zmodernizować również układ zaworów, aby upewnić się, że wszystkie komponenty są odpowiednio wzmocnione, więc sensowne było dopasowanie nowego wałka rozrządu do komponentów układu zaworów również pochodzących od Comp Cams.
Przechodząc ze starego wałka rozrządu na element Comp wiedzieliśmy, że będziemy potrzebować bardziej wytrzymałych elementów układu rozrządu, aby niezawodnie obsłużyć zwiększony skok i czas trwania. Sprężyny zaworowe Comp (PN 26926TS-KIT) zostały zaprojektowane właśnie w tym celu – aby poradzić sobie z większym skokiem i zwiększonym ciśnieniem sprężyny. Podwójne sprężyny są wykonane z drutu Super Clean firmy Comp i są prawie tak lekkie jak tytan; z poprawioną harmoniką w porównaniu do sprężyn fabrycznych, będą one również o wiele trwalsze. Uchwyty ze stali narzędziowej są dołączone do tego zestawu.
Projekt hydraulicznych lifterów rolkowych Comp Cams Pro Magnum minimalizuje wewnętrzny ruch tłoka, aby zmniejszyć problemy z otwartym zaworem i umożliwić wyższe obroty silnika, zwiększając w ten sposób wydajność. Powierzchnia tych lifterów została również pokryta czarnym tlenkiem, aby znacznie zmniejszyć tarcie powierzchniowe, zużycie i temperatury smarowania.
Comp’s Pro Magnum lifters (PN 875-16) są również specjalnie zaprojektowane do pracy przy wyższych prędkościach silnika. Kiedy silnik jest wyposażony w hydrauliczny wałek rozrządu – tak jak nasz LS3 – osiągi przy wysokich obrotach są ograniczone przez niewłaściwe położenie wewnętrznego tłoka, ponieważ popychacz nieuchronnie „pompuje się”. To niewłaściwe położenie może spowodować uszkodzenie zaworów i w konsekwencji doprowadzić do utraty mocy lub nawet awarii silnika, a te liftery o zmniejszonym skoku oferują wyraźną przewagę nad standardowymi hydraulicznymi lifterami wysokiej wydajności w tym zakresie.
Użyliśmy również zestawu modernizacyjnego trunion Comp Cams (PN 13702-KIT), aby przekształcić standardowe wahacze LS w uchwycone trunions rolkowe. Są one również przeznaczone do zastosowań przy wysokich obrotach i podobnie jak inne elementy układu rozrządu pozwalają dźwigniom zaworowym na obsługę zwiększonego skoku zapewnianego przez nowy wałek rozrządu.
Dokończeniem pakietu układu rozrządu są popychacze Hi-Tech firmy Comp Cams (PN 7955-16). Wykonane z wysokiej jakości stopu stali premium dla zwiększenia wytrzymałości i trwałości, popychacze te są znacznie sztywniejsze niż standardowe elementy i są wystarczająco wytrzymałe, aby poradzić sobie ze zwiększonym ciśnieniem sprężyny zaworowej wynikającym z bardziej agresywnego profilu krzywki, który stosujemy.
Jeśli używasz starych wahaczy, zestaw modernizacyjny Comp Cams trunnion jest tanie ubezpieczenie przed potencjalną awarią. Po zainstalowaniu wahacze mają pełny, 360-stopniowy zakres ruchu, podczas gdy fabryczne elementy są ograniczone.
Początkowo planowaliśmy użyć niereportowanych głowic LS3 od Chevy Performance, ale gdy odkryliśmy, że tylko 200 dolarów dzieli te głowice od fabrycznych wariantów LS3 Chevy Performance z portem CNC, zdecydowaliśmy się na te ostatnie. Za tę stosunkowo niewielką sumę, portretowane głowice LS3 oferują wiele korzyści w porównaniu do LS3 jako odlewanych elementów, z oczywistym powodem numer jeden – zwiększeniem przepływu powietrza przy jednoczesnym zmniejszeniu turbulencji w cylindrze.
Odkąd zobaczyliśmy stosunkowo niewielki skok cenowy, aby przejść z portowanych głowic LS3 do jednostek LS9 z podobną obróbką CNC, wybór był jasny. Są to te same głowice cylindrowe, które GM przykręcił do C6 Corvette ZR1, ale w wyniku przeportowania kanałów dolotowych, mają one teraz przepływ o dziesięć procent lepszy niż te używane w produkcji.
„Przeportowanie CNC zostało wykonane w tych głowicach cylindrowych w celu poprawy mocy przy wysokich obrotach”, wyjaśnia Rocko Parker z Chevrolet Performance. „W oparciu o nasze testy, głowice te generują nieco mniej mocy niż głowice nie-CNC w dolnej części pasma mocy. Ale w górnym zakresie obrotów dają więcej mocy, więc najlepiej nadają się do silnika, w którym pożądana jest wysoka moc i wysokie obroty.”
W uzupełnieniu do ostrego wyglądu, szyny paliwowe FAST mogą pomieścić więcej paliwa i dostarczyć znacznie większą objętość niż ich odpowiedniki fabryczne – wystarczającą do zasilania silników o mocy 1000+ koni mechanicznych.
A jeśli zamierzamy wyposażyć silnik w elementy wewnętrzne, które są potrzebne do uzyskania większej mocy, będziemy musieli zapewnić mu zwiększone dostawy powietrza i paliwa, aby to zrobić. Jeśli chodzi o paliwo, przykręciliśmy zestaw dwustronnych szyn paliwowych F.A.S.T. LSX o dużym przepływie (PN 146027-KIT) i chociaż początkowo planowaliśmy połączyć to z zestawem szyn paliwowych F.A.S.T. o wydajności 65 lb-hr.65 lb-hr wtryskiwaczy paliwa (PN 30657-8), zabrakło nam budżetu, więc zdecydowaliśmy się na użycie fabrycznych elementów.
Aby pomóc uzyskać większe uderzenie, którego szukamy, zainstalowaliśmy zestaw cewek zapłonowych FAST (PN 30256-8). Zapewniają one gorętszą iskrę niż fabryczne elementy i są idealne dla średniej klasy wolnossącego silnika, takiego jak nasz, choć sprawdzą się w konstrukcjach wykorzystujących do 15-20 funtów doładowania i do około 1500 koni mechanicznych.
W ostatniej chwili pożyczyliśmy od Cunningham Motorsports dwuczęściowy korpus przepustnicy Nicka Williamsa, ponieważ system Howell EFI nie pozwalał nam na zastosowanie korpusu przepustnicy z kablem.
Putting It All Together
Przenoszenie iskry z cewek do świec zapłonowych będzie wysyłane przez zestaw przewodów świecowych MSD. Zaprojektowane, aby zapewnić niezawodny prąd w zastosowaniach wysokotemperaturowych, ich zestawy przewodów Super Conductor 8,5 mm posiadają specjalny spiralnie zwijany rdzeń, który daje zaledwie 40-50 omów oporu na stopę, podczas gdy podwójne zaciski ze stali nierdzewnej posiadają zatrzaski, aby zapewnić bezpieczne dopasowanie.
Jeśli istnieje nadrzędny motyw przewodni naszej budowy LS3, to może to być użyteczność na ulicy po pierwsze i maksymalna moc po drugie. Jesteśmy oczywiście zainteresowani tym, aby ten LS3 naprawdę śpiewał, ale biorąc pod uwagę fakt, że jeden silnik nie „wygra” w oparciu o samą moc szczytową (wraz z limitem cenowym, którego używamy przy tej budowie), kiedy przyszedł czas na wybór komponentów, niezawodne budowanie mocy w całym zakresie obrotów było najwyższym priorytetem.
To również zabezpiecza silnik na przyszłość w pewnym stopniu, pozwalając na pewną elastyczność w zakresie wymiany części w przyszłości i możliwość przejścia na wymuszoną indukcję w pewnym momencie, jeśli będziemy chcieli to zrobić w późniejszym terminie. To nigdy nie boli, aby dać sobie kilka opcji w dół drogi.
W międzyczasie, jednak, co nas interesuje jest to, jak LS3 stacks up przeciwko Coyote 5.0 przy użyciu podobnego budżetu. Mając 1,2 litra dodatkowej pojemności skokowej, Chevy może mieć dużo pracy z przodu, jeśli chodzi o moc na centymetr sześcienny, ale może to również zniwelować dzięki dodatkowemu momentowi obrotowemu w dolnej części silnika.
Teraz, gdy LS3 jest już złożony, następnym przystankiem dla tego młyna jest hamownia w Westech Performance, gdzie nie tylko przetestujemy i dostroimy obecną kombinację, ale także wymienimy kilka komponentów, aby zobaczyć, jak wpływają na moc silnika.
I chociaż te dwa silniki osiągają podobną moc w konfiguracji fabrycznej, sposób w jaki to robią jest bardzo różny, ze starą, szkolną konstrukcją pushrod Chevy wciąż udowadniającą swoją wartość, podczas gdy przez ostatnie dwie dekady konstrukcja DOHC Forda została udoskonalona w godną zaufania platformę dla osiągów Blue Oval.
Ale który z nich zwycięży w tym starciu „łeb w łeb”? Sesje dynamometryczne będą mówić wiele – miejcie oczy szeroko otwarte na informacje z nich płynące, które już wkrótce pojawią się na waszych drogach.
Jak widzicie, zmieściliśmy się w budżecie.