Новые тренды в EJ-строении 
Чем больше времени проходит с момента выхода моторов EJ серии в свет - тем больше мы видим и слышим о том, что мотористы и гонщики, владельцы Субару начинают пользоваться особенными блоками ДВС.
Половинками блока или даже цельными, которые исполнены не отливкой, а фрезеровкой. "Кованый блок" - как что-то скажет.
В этой истории мы хотим рассказать зачем их делают и какие вопросы способен решить корпус блока ДВС фрезерованный на станке, кроме прочности самого материала.
Приятного чтения!
Статья была подготовлена совместно с нашими друзьями Subaru Мята.
t.me
Поскольку высококлассные гонщики в дрэг-рейсинге, тайм-атаке, ралли и других видах автоспорта преследуют, казалось бы, противоречащие друг другу цели - большую надежность и мощность - блоки специально сконструированных и изготовленных ЧПУ двигателей стали горячей темой.
Сейчас заготовочный биллет блок вступает в свои права.
Традиционные блоки двигателей изготавливаются методом литья, при котором в форму заливается жидкий горячий алюминий или железо и остается там на какое-то время для охлаждения. Идеально подходит для серийного производства! Однако заготовочный блок изготавливается из цельного куска металла сверхвысокого качества, называемого заготовкой или биллетом.
“Ребята, покупающие эти двигатели, действительно делают все возможное, чтобы добиться максимальной мощности при максимальной надежности”, - говорит Даррен Палумбо из компании Bullet. “Какое-то время вы сможете развивать мощность 1000 л.с. на серийных версиях чего-то считающегося надежным вроде 2JZ, но риск намного выше, когда вы используете двигатель, который никогда не был рассчитан на такую мощность. А эти ЧПУ блоки как раз созданы для создания этой мощности ”.
У биллет блоков вторичного рынка есть два основных преимущества. Первое - они дают инженерам возможность переделывать элементы двигателей, значительно улучшая их потенциал. К ним относятся изменение размеров распредвалов и отверстий толкателей, добавление материала вокруг крепежных деталей, добавление более современных каналов для смазки и многое другое. Другим важным плюсом являются металлургические свойства высококачественного алюминия.
“Преимущество перехода на заготовочный блок заключается в том, что, алюминий 6061 имеет такую же прочность на разрыв, что и чугун, но при этом предел текущести больше 10%”, - объясняет Даррен. “Это означает, что он может перемещаться из изменяться в размерах на 10% своей длины или толщины, прежде чем он растрескается, по сравнению с чугуном, предел текучести которого составляет 1-1,5%. И если чугун трескается, то это мусор, в то время как алюминий можно сваривать ”.
Однако он говорит не о каком-то старом алюминии. Bullet Australia изготавливает свои двигатели из заготовок из кованого алюминия 6061-T6, в состав которого входят магний и кремний для получения сложного сплава, а затем подвергается термообработке для достижения максимальной прочности. Это тот же сорт алюминиевого сплава, который используется в конструкции самолетов и огнестрельного оружия, а также в шасси для суперкаров, таких как Audi R8.
“Качество используемого кованого алюминия и то, как наши блоки сконструированы для обеспечения прочности в нужных местах, означает, что у вас не будет частей двигателя, не предназначенных для повышенных нагрузок с завода”, - говорит Даррен.
После придания алюминиевым блокам нужной формы они подвергаются дальнейшей механической обработке для установки гильз цилиндров, которые часто могут работать как во влажном (с охлаждающей жидкостью вокруг них), так и в сухом состоянии (например, заполненные раствором двигатели, работающие на метаноле, которые работают без охлаждающей жидкости).
Конечно, компания Bullet - не единственная в игре. Компания PAC Performance в Сиднее, IAG и CREST уже много лет строит такие вещи. Но есть и крупные международные компании, предлагающие варианты двигателей из заготовок. Alan Johnson Performance Engineering, CN Blocks, Pro Line Racing, Steve Morris Engines, Moran Motorsports и Elmer Racing.
Известный тюнер и конструктор двигателей Фрэнк Маркезе из Dandy Engines имеет большой практический опыт работы с заготовочными блоками.
“Надежность - это ключ к успеху, так как материал, из которого они изготавливают заготовки, намного прочнее литого алюминия”, - говорит он. “Вес не сильно отличается от веса литого блока, но литой алюминиевый или чугунный Chevy с двойным турбонаддувом выдержит только 50psi или 3.4 бар. С заготовочным блоком вы можете перейти на давление 100psi или 6.8 бар ”.
Возможность легкого и быстрого доступа к тому, что рядом с мотором и в нем самом - чтобы упростить обслуживание машины в перерывах между гоночными раундами, является важным преимуществом ЧПУ блока для Фрэнка, поскольку на кону могут быть большие деньги.
“Возьмите заряженный PLR Alan Johnson Hemi, который используется в Firebird – мы можем поменять комплект шатунов прямо на гоночной трассе, и это не будет большой драмой, благодаря простоте снятия картера”, - объясняет Фрэнк. “Этот Hemi имеет обновленный дизайн, поэтому вам не нужно снимать впускной коллектор для замены головки блока цилиндров. В Америке мы удалили головку и заменили клапан в боксах за 45 минут, но если бы нам пришлось удалить весь впуск, это заняло бы часы работы ”.
С учетом темпов изменений в гонках, возможность обновлять конструкцию или вносить обновления в двигатель следующего сезона является ключевым преимуществом для серьезных гонщиков, которым требуется четырехзначная корректировка мощности.
“Отлитый материал намного сложнее изменить; вам придется переделать форму, а затем переделать блок, чтобы сделать эти улучшения дизайна”, - говорит Фрэнк. “На самом деле я сейчас много занимаюсь заготовками; я делаю 2JZ мощностью более 2000 л.с. для клиента в Сиднее”.
Хотя они пока не подходят для бюджетных сборок, революция в области заготовочных блоков может обеспечить двигателям внутреннего сгорания длительное будущее. Поскольку в будущем запасы подержанных двигателей 60-летней давности будут сокращаться, приятно знать, что есть и другие доступные варианты сохранения наших любимых конструкций двигателей.
“Для нас было важно сохранить стандартные положения крепления головки блока цилиндров, чтобы клиенты могли также установить головку или впускной коллектор, на разработку которых они, возможно, уже потратили много времени для работы со своим автомобилем”.
Как и в случае с Holden V8 от Bullet, масляный насос должен быть установлен снаружи, но масляный поддон может быть мокрым или сухим, а блок поставляется со встроенным поддоном. Блок весом около 45 кг можно заказать в мокром или сухом виде с охлаждающими рубашками за 16 000 долларов или в виде сплошного блока, предназначенного только для драга, за 15 000 долларов.
“Это для людей, которые хотят быть мощными и надежными”, - говорит Даррен. “На данный момент мы фактически продали шесть таких, причем два были куплены одним клиентом. Один будет стоять в боевой машине, а другой в своей повседневной! ”
Это заготовки из алюминия 6061, которые в конечном итоге станут цилиндрическими блоками двигателя, головками цилиндров и другими деталями. К блокам прикреплены приспособления, чтобы обрабатывающее оборудование могло удерживать металл, поскольку блок необходимо поворачивать во время обработки масляных каналов, кривошипных и кулачковых туннелей, креплений и тому подобного.
ЧПУ означает ‘Числовое программное управление’, которое относится к автоматизированному управлению обрабатывающими инструментами, включая токарные станки, фрезы, сверла и 3D-принтеры.
Станок с ЧПУ запрограммирован в соответствии с компьютерной моделью, разработанной в программе SolidWorks CAD и переведенной в программное обеспечение SolidCAM для автоматизированной обработки (CAM). Затем SolidCAM передает код машине, которая разрезает материал за несколько проходов.
Bullet использует трехосный фрезерный станок Haas VF-3SS (с поворотом на четвертую ось) для придания алюминиевым заготовкам нужной формы.
После этого из блока удаляются приспособления, чтобы концы блока можно было обрабатывать в другом Haas VF-3SS, который может выполнять более точные работы. Затем блок отправляют на заточку для гильз цилиндров.
Станок с ЧПУ автоматически переключит режущие биты в соответствии со следующей обработкой, требуемой программой.
Охлаждающая жидкость распыляется на режущий инструмент и рабочую поверхность, чтобы предотвратить перегрев, из-за чего инструмент затупляется с двойной скоростью. Учитывая цену этих инструментов, важно сохранить их в наилучшем состоянии как можно дольше!
Блоки отточены для приема железных цилиндрических вкладышей с фланцевым верхом, расположенных в сиамской посадке для лучшей прочности. “Использование сиамского отверстия в блоке помогает нам повысить прочность блока”, - говорит Даррен. “Но это также помогает сохранить блок ровным и предотвратить деформацию в главном кривошипном туннеле. По сути, это делает весь блок более монолитной конструкцией, поэтому он с меньшей вероятностью деформируется при оборотах или давлении наддува ”.
Возможность вносить изменения в конструкцию блоков является огромным преимуществом для мощных комбо, и отличным примером является вырез в этом блоке Toyota 2JZ.
Зазор, требуемый в стоковом блоке 2JZ при установке больших шатунов из сплава, прорезается в опасной близости от заводских масляных каналов, поэтому Bullet спроектировала большие каналы так, чтобы они располагались выше в блоке, поэтому нет опасности, что сломанный поршень вынет масляный канал.
Железные блоки вторичного рынка прочны, но они не обладают такой пластичной прочностью, как алюминий. Повышенная прочность блоков из металла лучшего качества является огромным фактором привлекательности двигателей ЧПУ, особенно учитывая, что в последние годы выходная мощность резко возросла, а некоторые автомобили типа Radial vs The World развивают более 5000 л.с. на колесе! “Заводские блоки становится все труднее доставать и дороже, а также становится дороже соединять их вместе при сегодняшних уровнях мощности”, - говорит Даррен Палумбо из Bullet
“Мы в основном определили слабые места платформы Holden и устранили их при проектировании, поскольку единственными ограничениями, с которыми мы столкнулись, были расстояние между отверстиями, размеры кривошипного канала, расположение головок и физические размеры”.
Прежде чем тратить свои кровные на навороченный заготовочный блок, важно провести некоторое исследование того, какие головки цилиндров и внутренние детали подходят, и какой уровень обработки требуется, прежде чем все можно будет собрать в двигатель. Некоторые блоки поставляются готовыми для установки вкладышей, в то время как другие все еще нуждаются в большой доработке.
“Вероятно, мы анодируем около 10 процентов двигателей, которые делаем”, - говорит Даррен. “Большинство парней, выбирающих цветные анодированные блоки, - это уличные водители. Мы сделали их красными, розовыми, черными, синими ... ”
“Все моется вручную, потому что из-за едкости при горячей мойке алюминий становится тусклым”, - объясняет Даррен. “Мы, вероятно, производим 150 блоков в год, и на изготовление четырехцилиндрового двигателя уходит примерно 20 часов, в то время как на что-то вроде Barra или Holden V8 потребуется 30 часов”
Этот 3500-сильный двигатель с турбонаддувом - это 564ci AJPE TFX от радиального автомобиля Marchese-Szabolics Pontiac Firebird (SM, 21 апреля), который проезжает 3 секунды на квотер на метаноле. Это уровень гоночного автомобиля, для которого изначально были разработаны заготовки блоков двигателя, хотя теперь они появляются и в уличных автомобилях высокого класса.
Бывший разработчик двигателей для суперкаров V8 Джейми Нунан добился международного успеха в своем бизнесе Noonan Race Engineering.
Теперь компания Noonan, базирующаяся в США, предлагает заготовки Hemi, LS, LT и даже на базе Porsche 911. Среди местных клиентов Noonan - известные гонщики Кайл Хопф, Джаррод Вуд (вверху) и Уэйд Вагстафф.
На этом, пожалуй все - насчет исполненных на станке блоков из заготовок кованого алюминия. Спасибо за то, что прочитали и хорошего дня!
Чем больше времени проходит с момента выхода моторов EJ серии в свет - тем больше мы видим и слышим о том, что мотористы и гонщики, владельцы Субару начинают пользоваться особенными блоками ДВС.
Половинками блока или даже цельными, которые исполнены не отливкой, а фрезеровкой. "Кованый блок" - как что-то скажет.
В этой истории мы хотим рассказать зачем их делают и какие вопросы способен решить корпус блока ДВС фрезерованный на станке, кроме прочности самого материала.
Приятного чтения!
Статья была подготовлена совместно с нашими друзьями Subaru Мята.
Subaru Мята - фотографии тюнинг авто
Свежие и стильные Субару в твоей ленте каждый день. Приколы с досок объявлений. Канал, созданный клубами Субару для Субаристов. https://dzen.ru/sti https://vk.com/subaru_mint https://instagram.com/subaru_mint Предложить пост: @post_mint Чат: @subaru_chat
Поскольку высококлассные гонщики в дрэг-рейсинге, тайм-атаке, ралли и других видах автоспорта преследуют, казалось бы, противоречащие друг другу цели - большую надежность и мощность - блоки специально сконструированных и изготовленных ЧПУ двигателей стали горячей темой.
Сейчас заготовочный биллет блок вступает в свои права.
Традиционные блоки двигателей изготавливаются методом литья, при котором в форму заливается жидкий горячий алюминий или железо и остается там на какое-то время для охлаждения. Идеально подходит для серийного производства! Однако заготовочный блок изготавливается из цельного куска металла сверхвысокого качества, называемого заготовкой или биллетом.
“Ребята, покупающие эти двигатели, действительно делают все возможное, чтобы добиться максимальной мощности при максимальной надежности”, - говорит Даррен Палумбо из компании Bullet. “Какое-то время вы сможете развивать мощность 1000 л.с. на серийных версиях чего-то считающегося надежным вроде 2JZ, но риск намного выше, когда вы используете двигатель, который никогда не был рассчитан на такую мощность. А эти ЧПУ блоки как раз созданы для создания этой мощности ”.
У биллет блоков вторичного рынка есть два основных преимущества. Первое - они дают инженерам возможность переделывать элементы двигателей, значительно улучшая их потенциал. К ним относятся изменение размеров распредвалов и отверстий толкателей, добавление материала вокруг крепежных деталей, добавление более современных каналов для смазки и многое другое. Другим важным плюсом являются металлургические свойства высококачественного алюминия.
“Преимущество перехода на заготовочный блок заключается в том, что, алюминий 6061 имеет такую же прочность на разрыв, что и чугун, но при этом предел текущести больше 10%”, - объясняет Даррен. “Это означает, что он может перемещаться из изменяться в размерах на 10% своей длины или толщины, прежде чем он растрескается, по сравнению с чугуном, предел текучести которого составляет 1-1,5%. И если чугун трескается, то это мусор, в то время как алюминий можно сваривать ”.
Однако он говорит не о каком-то старом алюминии. Bullet Australia изготавливает свои двигатели из заготовок из кованого алюминия 6061-T6, в состав которого входят магний и кремний для получения сложного сплава, а затем подвергается термообработке для достижения максимальной прочности. Это тот же сорт алюминиевого сплава, который используется в конструкции самолетов и огнестрельного оружия, а также в шасси для суперкаров, таких как Audi R8.
“Качество используемого кованого алюминия и то, как наши блоки сконструированы для обеспечения прочности в нужных местах, означает, что у вас не будет частей двигателя, не предназначенных для повышенных нагрузок с завода”, - говорит Даррен.
После придания алюминиевым блокам нужной формы они подвергаются дальнейшей механической обработке для установки гильз цилиндров, которые часто могут работать как во влажном (с охлаждающей жидкостью вокруг них), так и в сухом состоянии (например, заполненные раствором двигатели, работающие на метаноле, которые работают без охлаждающей жидкости).
Конечно, компания Bullet - не единственная в игре. Компания PAC Performance в Сиднее, IAG и CREST уже много лет строит такие вещи. Но есть и крупные международные компании, предлагающие варианты двигателей из заготовок. Alan Johnson Performance Engineering, CN Blocks, Pro Line Racing, Steve Morris Engines, Moran Motorsports и Elmer Racing.
Известный тюнер и конструктор двигателей Фрэнк Маркезе из Dandy Engines имеет большой практический опыт работы с заготовочными блоками.
“Надежность - это ключ к успеху, так как материал, из которого они изготавливают заготовки, намного прочнее литого алюминия”, - говорит он. “Вес не сильно отличается от веса литого блока, но литой алюминиевый или чугунный Chevy с двойным турбонаддувом выдержит только 50psi или 3.4 бар. С заготовочным блоком вы можете перейти на давление 100psi или 6.8 бар ”.
Возможность легкого и быстрого доступа к тому, что рядом с мотором и в нем самом - чтобы упростить обслуживание машины в перерывах между гоночными раундами, является важным преимуществом ЧПУ блока для Фрэнка, поскольку на кону могут быть большие деньги.
“Возьмите заряженный PLR Alan Johnson Hemi, который используется в Firebird – мы можем поменять комплект шатунов прямо на гоночной трассе, и это не будет большой драмой, благодаря простоте снятия картера”, - объясняет Фрэнк. “Этот Hemi имеет обновленный дизайн, поэтому вам не нужно снимать впускной коллектор для замены головки блока цилиндров. В Америке мы удалили головку и заменили клапан в боксах за 45 минут, но если бы нам пришлось удалить весь впуск, это заняло бы часы работы ”.
С учетом темпов изменений в гонках, возможность обновлять конструкцию или вносить обновления в двигатель следующего сезона является ключевым преимуществом для серьезных гонщиков, которым требуется четырехзначная корректировка мощности.
“Отлитый материал намного сложнее изменить; вам придется переделать форму, а затем переделать блок, чтобы сделать эти улучшения дизайна”, - говорит Фрэнк. “На самом деле я сейчас много занимаюсь заготовками; я делаю 2JZ мощностью более 2000 л.с. для клиента в Сиднее”.
Хотя они пока не подходят для бюджетных сборок, революция в области заготовочных блоков может обеспечить двигателям внутреннего сгорания длительное будущее. Поскольку в будущем запасы подержанных двигателей 60-летней давности будут сокращаться, приятно знать, что есть и другие доступные варианты сохранения наших любимых конструкций двигателей.
“Для нас было важно сохранить стандартные положения крепления головки блока цилиндров, чтобы клиенты могли также установить головку или впускной коллектор, на разработку которых они, возможно, уже потратили много времени для работы со своим автомобилем”.
Как и в случае с Holden V8 от Bullet, масляный насос должен быть установлен снаружи, но масляный поддон может быть мокрым или сухим, а блок поставляется со встроенным поддоном. Блок весом около 45 кг можно заказать в мокром или сухом виде с охлаждающими рубашками за 16 000 долларов или в виде сплошного блока, предназначенного только для драга, за 15 000 долларов.
“Это для людей, которые хотят быть мощными и надежными”, - говорит Даррен. “На данный момент мы фактически продали шесть таких, причем два были куплены одним клиентом. Один будет стоять в боевой машине, а другой в своей повседневной! ”
Это заготовки из алюминия 6061, которые в конечном итоге станут цилиндрическими блоками двигателя, головками цилиндров и другими деталями. К блокам прикреплены приспособления, чтобы обрабатывающее оборудование могло удерживать металл, поскольку блок необходимо поворачивать во время обработки масляных каналов, кривошипных и кулачковых туннелей, креплений и тому подобного.
ЧПУ означает ‘Числовое программное управление’, которое относится к автоматизированному управлению обрабатывающими инструментами, включая токарные станки, фрезы, сверла и 3D-принтеры.
Станок с ЧПУ запрограммирован в соответствии с компьютерной моделью, разработанной в программе SolidWorks CAD и переведенной в программное обеспечение SolidCAM для автоматизированной обработки (CAM). Затем SolidCAM передает код машине, которая разрезает материал за несколько проходов.
Bullet использует трехосный фрезерный станок Haas VF-3SS (с поворотом на четвертую ось) для придания алюминиевым заготовкам нужной формы.
После этого из блока удаляются приспособления, чтобы концы блока можно было обрабатывать в другом Haas VF-3SS, который может выполнять более точные работы. Затем блок отправляют на заточку для гильз цилиндров.
Станок с ЧПУ автоматически переключит режущие биты в соответствии со следующей обработкой, требуемой программой.
Охлаждающая жидкость распыляется на режущий инструмент и рабочую поверхность, чтобы предотвратить перегрев, из-за чего инструмент затупляется с двойной скоростью. Учитывая цену этих инструментов, важно сохранить их в наилучшем состоянии как можно дольше!
Блоки отточены для приема железных цилиндрических вкладышей с фланцевым верхом, расположенных в сиамской посадке для лучшей прочности. “Использование сиамского отверстия в блоке помогает нам повысить прочность блока”, - говорит Даррен. “Но это также помогает сохранить блок ровным и предотвратить деформацию в главном кривошипном туннеле. По сути, это делает весь блок более монолитной конструкцией, поэтому он с меньшей вероятностью деформируется при оборотах или давлении наддува ”.
Возможность вносить изменения в конструкцию блоков является огромным преимуществом для мощных комбо, и отличным примером является вырез в этом блоке Toyota 2JZ.
Зазор, требуемый в стоковом блоке 2JZ при установке больших шатунов из сплава, прорезается в опасной близости от заводских масляных каналов, поэтому Bullet спроектировала большие каналы так, чтобы они располагались выше в блоке, поэтому нет опасности, что сломанный поршень вынет масляный канал.
Железные блоки вторичного рынка прочны, но они не обладают такой пластичной прочностью, как алюминий. Повышенная прочность блоков из металла лучшего качества является огромным фактором привлекательности двигателей ЧПУ, особенно учитывая, что в последние годы выходная мощность резко возросла, а некоторые автомобили типа Radial vs The World развивают более 5000 л.с. на колесе! “Заводские блоки становится все труднее доставать и дороже, а также становится дороже соединять их вместе при сегодняшних уровнях мощности”, - говорит Даррен Палумбо из Bullet
“Мы в основном определили слабые места платформы Holden и устранили их при проектировании, поскольку единственными ограничениями, с которыми мы столкнулись, были расстояние между отверстиями, размеры кривошипного канала, расположение головок и физические размеры”.
Прежде чем тратить свои кровные на навороченный заготовочный блок, важно провести некоторое исследование того, какие головки цилиндров и внутренние детали подходят, и какой уровень обработки требуется, прежде чем все можно будет собрать в двигатель. Некоторые блоки поставляются готовыми для установки вкладышей, в то время как другие все еще нуждаются в большой доработке.
“Вероятно, мы анодируем около 10 процентов двигателей, которые делаем”, - говорит Даррен. “Большинство парней, выбирающих цветные анодированные блоки, - это уличные водители. Мы сделали их красными, розовыми, черными, синими ... ”
“Все моется вручную, потому что из-за едкости при горячей мойке алюминий становится тусклым”, - объясняет Даррен. “Мы, вероятно, производим 150 блоков в год, и на изготовление четырехцилиндрового двигателя уходит примерно 20 часов, в то время как на что-то вроде Barra или Holden V8 потребуется 30 часов”
Этот 3500-сильный двигатель с турбонаддувом - это 564ci AJPE TFX от радиального автомобиля Marchese-Szabolics Pontiac Firebird (SM, 21 апреля), который проезжает 3 секунды на квотер на метаноле. Это уровень гоночного автомобиля, для которого изначально были разработаны заготовки блоков двигателя, хотя теперь они появляются и в уличных автомобилях высокого класса.
Бывший разработчик двигателей для суперкаров V8 Джейми Нунан добился международного успеха в своем бизнесе Noonan Race Engineering.
Теперь компания Noonan, базирующаяся в США, предлагает заготовки Hemi, LS, LT и даже на базе Porsche 911. Среди местных клиентов Noonan - известные гонщики Кайл Хопф, Джаррод Вуд (вверху) и Уэйд Вагстафф.
На этом, пожалуй все - насчет исполненных на станке блоков из заготовок кованого алюминия. Спасибо за то, что прочитали и хорошего дня!
