-::Topplocksverkstans 4-Takt::-

Föregående sida.


Jag har provat ett nytt utförande på en 530 topp. Insugningskanalen har jag vinklat så att flödet blir mer riktat mot centrum av cylindern. Detta har jag gjort på så sätt att jag har sänkt golvet på cylinderväggssidan och slipat mest i sidled vid styrningen i taket på denna sida. På förbränningsrumssidan har jag slipat mot förbränningsrummet nära golvet och tagit mindre uppe vid styrningen. Denna riktade slipning övergår gradvis till en rund kanal mot insugets packningsplan. På avgas har jag för att få mindre area i svängen jämfört med under ventilen behållt hyllan som finns på 530 toppen och knappt breddat kanalen i svängen.



		Avgasvärdena är inte helt rättvisande eftersom 2 olika ventiler använts. Kommer längre fram att flöda en kanal med hyllan kvar med en specialventil.

Här är flödesvärden och bilder på portningar i olika steg till Volvos 8V rödblockare.

Till att börja med 530 toppen som lämpar sig bra till kamaxlar upp till 12-13 mm lyft p.g.a. sin mindre kanalarea. Upp till det lyftet klarar 530 toppen av att flöda tillräckligt för att tillfredsställa flödesbehovet vid max kolvhastighet.

Till höger flödesvärden på en standard 530 topp, en portad topp med standard ventiler (44-35) samt en portad topp med 46-35 ventiler. Det går att plocka betydligt mer flöde ur en 530 topp men till mer portade toppar har jag valt att utgå från 531 toppen istället.

Toppen nedan är till min 240 turbo med K-Jetronic och K-kam. Sista bilden visar hur jag mäter ventillängden iförhållande till kamaxelns bascirkel.

För lite högre effektuttag passar 531 toppen bättre. Den kan modifieras i flera olika steg. Orginalsätesinsatserna klarar 46-38 ventiler utan att bytas. Det räcker till ca 240 Hk.

Nästa steg är 48-40 eller 48-38. Eftersom 48 ventilen hamnar nära cylinderväggen har jag valt att flytta hela toppen 1,5 mm mot avgassidan. Det krävs ingen svetsning av förbränningsrummen som är ca 94 mm standard. Denna topp har visat sig bli så pass bra att det knappt är lönt med nästa steg.

Nästa steg är med ännu mer sidoförflyttning, ca 3,0 mm. och omsvetsade förbränningsrum.Toppen jag har gjort har jag flödat med 49 mm ventiler men 50 mm ventiler går att använda. Om man jämför flödesvärdena mellan denna topp och steget ovanför skulle jag tjäna på att slipa ur mer gods ur förbränningsrummet så att det blir mer konkavt för bättre flöde på mellanlyft.

Att göra förbränningsrummet mer konkavt gav något bättre mellanlyftsflöde men tappade lika mycket på höga lyft. Jag tror att det är en nackdel att byta höglyftsflöde mot mellanlyftsflöde så tidigare utförande var bättre.

Till höger flödesvärden på standard topp och de olika portningsalternativen.

Bilder på portad 531 topp med 46-38 ventiler finns här Bilderna till höger visar den 1,5 mm flyttade 48-40 toppen.


Detta är en avgjutning av toppen ovan


Bilder på den 3 mm flyttade toppen med svetsade förbränningsrum

Vanliga Volvo rödblockstoppar är bland de vanligaste topparna jag portar. En trimmad 230 motor på 2.5 liter brukar lämna runt 275 hk vid lite över 7000 varv. Det är 110 literhästar och inte mycket att skryta med. Jag har funderat mycket över varför de här motorerna lämnar så lite effekt och på denna sidan ska jag försöka rätta till felen så gott det går. Ett stort fel är förbränningsrummets form. Det är ett så kallat "badkarsförbränningsrum". Ett bra förbränningsrum konar ut efter ventilsätet (diffuserar) men Volvo toppen har ett platt tak runt ventilerna som skapar virvlar och gör att de inströmmande gaserna tappar hastighet. Toppen till vänster har ett modifierat standard förbränningsrum och det inte direkt optimalt. Toppen till höger har ett uppsvetstat förbränningsrum som fyller ut det platta utrymmet runt ventilerna och har dessutom sidoförskjutits mot avgasventilen så att det blit mer plats runt insugningsventilen. Pga. att jag valde att sätta i en 50mm insugningsventil så sitter insugningsventilen ändå för nära cylindervägen och detta är väldigt flödeshämmande.

Minsta spalten mellan cylinderväggen och insugningsventilen ska vara 12% av ventilens diameter och detta är ett minimum mått. Det innebär att 50mm:s ventilen ska ha minst 6mm spalt och på den här toppen har den 3.5 - 4mm beroende på om man har 96 eller 97mm i borr. Jag ska nu göra en ny topp med svetsade förbränningsrum och toppen ska flyttas 3mm i sidled. Jag ska börja med 46 - 35mm ventiler och efter bromsning kanske prova med större. Avgasventilen är inte lika känslig för spalten mellan ventilen och cylinderväggen pga. att avgasventilen är så mycket mindre än borret så att bara en liten del av ventilens omkrets blir strypt. Det går att sätta en avgasventil så nära som 1.5mm från cylinderväggen. På en 2-ventilstopp finns det två sätt att sätta gaserna som ska antändas i rörelse. Antingen genom "swirl" vilket innebär att gaserna roterar runt längs cylinderns väggar från ventilen ner mot kolven med en skruvad rörelse. Att få till rätt rotationshastighet på de swirlande gaserna är svårt, blir hastigheten för hög så centrtifugeras bränslet ut på cylinderväggarna. Det andra sättet att skapa rörelse på gaserna är genom klämspalt även kallad "squish". Genom att ha ytor som kommer nära kolven vid TDC så pressas gaserna ut ur spalten och in i förbränningsrummet. De kraftiga virvlar som uppstår ger flamfronten en större yta att sprida förbränningen vidare ut i förbränningsrummet. Förbränningshastigheten kan på detta sätt styras. Squish-hastigheten benäms "mean squish velocity" och ska för det mesta inte överstiga 25m / sek. Msv styrs genom klämspaltens tjocklek och klämspaltsytornas storlek. På Amerikanska högeffekts 2-ventilare (upp mot 170 literhästar) brukar man ha klämspalt runt hela cylindern utom vid avgasventilen. Klämspalten går jäms med kolven en bit in i förbränningsrummet för att sen vinkla cirka 3° uppåt mot förbränningsrummets tak. När gaserna trycks in mot cylindercentrum minskar det radiella avståndet så man ökar det axiella. Detta har gjorts i årtionden på 2-takts motorer men är bara några år gammalt på 4-takts motorer. Klämspaltens area beräknas i % av förbränningsrummets area och en modern prostock motor har runt 45% av totala arean i klämspalt. Den största insugningsventilen man kan ha i en topp med paralella ventiler är 51% av borrets diameter förutsatt att avgasventilen inte är större än 72% av insugningsventilens diameter och inte sitter längre bort från cylinderväggen än 2.5mm. Flyttar man avgasventilen till 1.5mm från cylinderväggen kan man gå upp till 51.5% insugsventilsdiameter. Så toppar med 48-40 ventiler ligger ganska illa till. Insugningsventilen hammnar för nära cylinderväggen vilket medför att flödesökningen är mindre än area ökningen på ventilen. Detta gör att flödeskofficienten minskar och motorns effekt minskar trots att flödet har ökat. Detta beror på att kanalens dynamiska energi minskar under gång på en riktig motor. Om man ska ha en insugningsventil som är större än 46mm så blir det svårt att ha minsta arean under ventilen om man kör 90% av ventilens diameter i strypningen under ventilen.


Avgjutningarna ovan är från en portad 531 topp. Denna kanal har en minst sagt märklig form, antagligen för att skapa "swirl" i cylindern. De inströmmande gaserna tappar hastighet av allt kringelikrokande genom kanalen. Titta in i kanalen på en 531 topp med ett Weber insug monterat så ser ni vad jag menar. Kanalen måste rätas upp och insuget måste ha samma vinkel som kanalen i toppen.

För att få bort svanhalsen höjer jag kanalen 10 + mm. Jag kör in en 40mm:s fräs vinkelrät mot packningsytan. Sen ska jag fila upp portarna och efter det plasta i på sidan mot cylinderväggen och bakom styrningen. I den här toppen kommer jag att lägga minsta arean i ventilsätet. Bilderna nedan visar en topp där jag istället har lagt minsta arean i den raka delen av kanalen innan styrningen. Minsta arean får inte ligga längre ut mot insuget än så här.

Bilderna nedan visar insugningskanalen på experimentoppen. Med en insugningsventil på 46mm så blir förträngningen under ventilen 41.4mm om man gör den 90% av ventildiametern. 41.4mm räcker till över 300 hästar. Från minsta arean och upp mot svängen ökar arean. I själva svängen är arean ca 5% större motsvarande ett hål på 42,5 mm. Ju tvärare sväng destu lägre gashastighet krävs för att bränslet ska kunna stanna kvar i luften och för att gasblandningen ska kunna svänga runt korta radien utan avlösning. Från ventilstyrningen och ut till flänsen mot insuget konar kanalen upp från 42,5 mm till 44 mm. Jag vill inte ha ökande och minskande hastigheter genom kanalen så kanalen kommer att kona ner hela vägen från trattkanten till minsta arean. Mycket arbete har gjorts med toppen sedan dessa bilderna togs och bilder på den färdiga toppen samt flödesvärden kommer innom kort.

Bilderna nedan visar den färdiga avgaskanalen. Sätena är dock inte frästa än. Här valde jag att använda original ventildiameter på 35mm. Hålet under ventilen blir med 90% av diametern 31.5mm. Det procentuella förhållandet mellan insug och avgas hammnar på 76%. Jag tror att man över lag använder för stora avgasventiler och en del av tanken med detta topplocks experiment är att testa just detta. Den här avgasporten har sin minsta area strax under ventilsätet och konar sen upp mot avgasflänsen. Måtten på Volvotoppens avgaskanal stämde så bra med vad jag ville ha så jag slipade bara bort lite kanter under ventilen och putsade till kanalen. I förhållande till ventilens area är utloppshålet på toppen ca 13% större. Volvotoppen har en ganska lång avgaskanal så den storleken är väl ganska ok. En Nascar motor med avgassystem ligger på ca 8% större area men har en kortare kanal. Avgasporten och primärröret ska kona upp i storlek hela vägen ut till kollektorn.


Här är bilder på en B18 stomme som är portad med 44/37 ventiler passande till en cylinderdiameter på 89 mm. Detta är en topp som är avsedd för historisk racing eller rally. Att jag har lyckats få upp flödet så pass beror på insikter som jag fick när jag höll på med flödesmodulen. Insugningskanalens golv har nästan en kontinuerlig radie från packningsplanet mot insuget till sätet.



			Denna topp är flödad med ett Ronwill insugningsrör.

Nedan bilder på en prototyp B20 topp som jag håller på med.