Portning

Jag får många frågor runt portning så jag tänkte skriva av mig lite om hur jag tänker.

Att porta en topp, (inte karva ur…), innebär förenklat att möjliggöra för motorn att ta till sig så mycket bränsleblandning som behövs för att ge så bra effekt som möjligt under en begränsad tid. Vid 3000 varv öppnar insugsventilen 25 gånger per sekund så det gäller att få allt rätt.

Det första och viktigaste är att en motor inte suger in blandningen, den trycks in. Det som finns att jobba med är atmosfärtrycket, runt 14,7 PSI.

Hög gashastighet hörs ofta när det gäller kanaler och det är viktigt men lika viktigt är kompisen tryck. Hög gashastighet tillsammans med tryck kan ge en överfyllnad av cylindern men för hög hastighet kan fördärva effekten också. Bernouilles princip är helt central vid portning, utan att ha koll på den går det inte att maxa kanalerna. Principen ger att om hastigheten ökar sänks trycket och vice versa. Det här är varför man har olika areor i kanalen.

Luft hatar att svänga och när det finns små bränsledroppar i luften blir det än värre. Över ca 15 grader riktningsändring börjar problemen.

De flesta toppar har en ganska kraftig böj från insuget och ned till ventilen. Så när ventilen öppnar rusar blandningen in och det gäller då att den håller ihop ända in i förbränningsrummet. Första problemet är egentligen insuget och den svängen. Här gäller att sakta ned blandningen genom att öka trycket. När sedan blandningen kommer in i kanalen och ska göra svängen ned till ventilsätet så får det inte gå för fort. Jag har mätt fram i flödesbänken vad jag funnit är en maxhastighet. Om det blir för hög hastighet händer flera saker. I kanalen finns ett lager längs kanalväggen som gör att blandningen håller ihop, boundary layer. 

Här kommer nästa fysikaliska begrepp Coandaeffekten vilken innebär att blandningen vill följa ett föremåls yta tills andra fysiska storheter tar över. Det här gör att blandningen dras ned till ventilen och hastigheten på den hjälper även blandningen på långsidan i kanalen att svänga. Blir hastigheten för hög försvinner Coandaeffekten och det uppstår b.la turbulens. Blandningen fortsätter även då framåt istället och slår i bortre kanalväggen. Motorn blir svår att justera med för fet blandning och blir ”seg på gasen”. Ungefär samma fenomen om hastigheten blir för låg. 

Så för att reglera hastigheten och sikta blandningen rätt i förbränningsrummet måste kanalen breddas på rätt ställen, portas, innerradiens apex måste också stämma med ytterradiens apex. Mycket av effekten i motorn sitter alltså på korta radien, golvet, av kanalen och vet man inte vad man håller på med där kan man fullständigt förstöra flöde och hastighet och därmed effekten över hela varvtalsregistret.

När vi sedan kommer till ventilsätet uppstår helt andra problem. Vi behöver en hög hastighet för att komma förbi sätet och kunna fylla cylindern även när kolven är på väg upp. Ventilen stänger inte när kolven är längst ned utan när den är en bit upp i cylindern. Genom att ha en hög hastighet in i cylindern som snabbt omvandlas till tryck kan vi fylla den extra mycket och få mer effekt. Men för att få in den måste området strax före och efter ventilsätet vara rätt utformat. En viss procent av ventilens diameter behövs för innerdiametern av ventilsätet. Baksidan och framsidan av ventilen kan bearbetas för att underlätta detta, även olika höjder på insug- och avgasventilerna i sätet går att jobba med. 

Jag har provat mig fram till olika ventilsätesvinklar för att få till det så bra som möjligt och har sedan fått Mira att tillverka mina egna stål till insug och avgas. Det är sedan ytterst viktigt att få till förbränningsrummet eftersom hastigheten snabbt måste omvandlas till tryck. Det här händer runt .300 lyft så det är viktigt att få till flödet över hela lyftkurvan, inte bara vid maxlyft även om det är viktigt. Ju bättre tryck desto längre håller blandningen emot när kolven kommer uppåt. Stänger ventilen för sent eller att kanalen/sätet är fel utformat trycks istället blandningen tillbaka in i kanalen och sölar ned. Området mellan ventil och förbränningsrummets vägg måste stämma överens så trycket succesivt kan byggas upp och inte bli turbulent.

Avgassidan är en helt annan sak eftersom där har vi ett mycket högre tryck som ska få ut avgaserna. Jag har i flödesbänken upptäckt att när kanalen är felkonstruerad så går luften endast ut efter taket och efter golvet kan luften gå åt andra hållet! Så det gäller att hålla kanalen i rätt diameter och utformning så att inte detta sker. Ventilsätets utformning före och efter tätningsytan har stor betydelse för om det bildas turbulens strax efter ventilen nere i kanalen. Här kommer också atmosfärtrycket in genom att när trycket på avgaserna i avgasröret avtar och kommer under 14,7 psi så trycks de tillbaka in i cylindern. Detta kan då ske när insugsventilen är öppen och kan tryckas in i insuget. De som var med förr och körde R-kam på B20 kommer kanske ihåg att det puffade rejält i luftfiltret/trattarna.

Detta är väl en liten del av vad som rör sig i mitt huvud när jag portar. Jag har tillverkat lite olika jiggar för att testa det mesta i flödesbänken, och genom att kunna mäta både flöde och hastighet så går det att lära sig mycket. Hoppas någon har orkat läsa till slutet. 

Excelark som jag programmerat som hjälp vid uträkning och analys av portningen.