Come scegliere le molle delle valvole per la tua auto da corsa

Si potrebbe dire che le molle delle valvole sono gli eroi non celebrati della potenza. Incaricate del compito critico di controllare il treno di valvole, le molle delle valvole operano in un ambiente difficile. Vengono sottoposti a cicli rapidi pur essendo soggetti a grande forza, attrito e calore. Inutile dire che le molle delle valvole ad alte prestazioni sono un must in qualsiasi applicazione da corsa, e la scelta delle bobine giuste può fare la differenza tra produrre potenza affidabile e non arrivare al traguardo.

"Le molle delle valvole sono solo un componente del sistema di valvole", ha affermato Chris Osborn, responsabile dell'ingegneria del prodotto presso PAC Racing Springs. "Le molle forniscono forza per mantenere la valvola in contatto con i componenti accoppiati durante l'apertura della valvola, il picco di sollevamento e durante gli eventi di chiusura dei cicli di aspirazione e scarico. La molla deve mantenere quella forza a una velocità di quasi 100 volte al secondo , senza perdere alcun carico o guastarsi corsa dopo corsa. Molte volte, i regimi del motore sono limitati dalla capacità delle molle di mantenere questa forza, quindi diventano un componente estremamente critico di qualsiasi motore.

Ci sono alcuni fattori che rendono necessario che i drag racer utilizzino molle per valvole di alta qualità. L'aumento del numero di giri, gli alberi a camme ad alto sollevamento e la maggiore durata sono solo alcuni dei motivi. Esistono anche molte varianti di molle per valvole, quindi è importante selezionare le bobine migliori per la tua applicazione.

Le auto Pro Stock utilizzano alberi a camme con alzata superiore a 1 pollice. Questo mette a dura prova le molle delle valvole, quindi vengono controllate dopo ogni passaggio.

Le forme comuni delle molle sono cilindriche, ad alveare e coniche. Inoltre, in alcune applicazioni troverai molle doppie e triple, alcuni materiali comuni per le molle e anche fili di diverse dimensioni e forma.

"Le molle delle valvole sono componenti estremamente sollecitati, se non i più sollecitati dell'intero motore", ha aggiunto Osborn. "Hanno bisogno di leghe e metodi di produzione specifici per essere in grado di resistere alla portanza e al numero di giri a cui sono soggetti. Quasi tutte le molle per valvole ad alte prestazioni sono prodotte da leghe di acciaio al cromo-silicio specificate nello standard dei materiali ASTM A877. Le valvole- Il filo per molle viene sottoposto a estesi livelli di ispezione e controllo per mantenere la pulizia all'interno dell'acciaio e mantenere un'elevata duttilità con un'elevata resistenza alla trazione. Queste leghe hanno quantità variabili di silicio, vanadio, nichel, molibdeno e carbonio che forniscono vari livelli di prestazioni con trazione punti di forza superiori a 300 ksi. PAC Racing Springs ha sviluppato una propria lega che esiste da anni ed è conosciuta come "PACaloy". Si tratta di un materiale per molle specifico per il settore delle corse che ottimizza le leghe con proprietà meccaniche per fornire un'eccezionale durata alla fatica con una perdita di carico minima."

Ha continuato: "La natura leggera del titanio è ottima per le parti del sistema di valvole, ma il rapido sviluppo delle leghe di acciaio al cromo-silicio negli ultimi dieci anni ha creato un forte calo nel suo utilizzo. Il titanio è costoso con una durata limitata e il doppio I design a molla di cui PAC Racing è stato il pioniere nell'ultimo decennio hanno rivaleggiato con il vantaggio in termini di peso del titanio con una durata superiore con un fattore costo/corsa molto più vantaggioso.

Scegliere le molle giuste può essere un compito arduo. La scelta della molla è spesso determinata dalla configurazione dell'albero a camme, dalle regole della classe, dal budget e dallo spazio fisico nella testata (quando non è consentita la lavorazione). "Il primo passo è solitamente quello di discutere le forze richieste con il progettista della camma", ha affermato Jeff Villemure, ingegnere presso Performance Springs, Inc. "Prenderanno in considerazione l'accelerazione del lobo della camma, il numero di giri massimo del motore e il peso del gruppo valvole. . Alcuni calcoli servono per determinare le forze necessarie per controllare il treno di valvole, ma molto ha a che fare con la storia e l'esperienza. Inoltre, considera le dimensioni del pacchetto della testata (e il fermo) per determinare una molla che si adatta meglio. "

Osborn ha aggiunto: "La scelta della molla non è un processo semplice. Bisogna iniziare sapendo quale dimensione di molla è possibile inserire nella testata, l'altezza installata e l'alzata della valvola. Determinare il carico e la velocità sono domande più difficili a cui rispondere. Newton's entra in gioco la seconda legge del moto, F=MA, poiché F è la forza della molla, M è la massa dei componenti (valvole, fermo, bilancieri, aste di spinta, ecc.) e A è l'accelerazione camma/valvola ad un dato valore velocità del motore. Il miglior punto di partenza per determinare i carichi delle molle proviene da fornitori di camme, fornitori di molle o costruttori di motori che hanno esperienza con tutti i componenti utilizzati in un particolare motore. Aziende come PAC Racing Springs dispongono di software sofisticati, apparecchiature di prova Spintron, e l'esperienza per aiutare a determinare la scelta ottimale della molla."