Todo lo que siempre quiso saber sobre el nuevo LT6 Flat de 670 caballos de fuerza con motor de gasolina de GM

Por AJ HuffinesMaster Certified ASE Editor técnicoTHE AUTO CHANNEL

AUTO CENTRAL- LOUISVILLE, KY - 12 de octubre de 2022: Parece que la sentencia de muerte para el motor de combustión interna puede ser un poco prematura. GM aún no ha renunciado a nuestro medio favorito de generar caballos de fuerza con el anuncio del nuevo LT6, el último motor de superdeportivo para el Chevrolet Corvette Z06 2023. Y hay mucho de qué hablar cuando se trata de este motor.

Seamos claros: este no es un motor de producción comprometido que se ha respirado. Este es un motor de competencia especialmente diseñado que se ha llevado a la calle. No hay otra manera de decirlo.

El LT6 es un motor completamente nuevo que no es una rama del Gen III/IV/V. Lo más probable es que se considere un motor de la serie Gen VII. Cuelga tecnología como un cigüeñal plano y árboles de levas superiores dobles (DOHC) como un regalo de Navidad anticipado debajo del árbol. Sí, todavía se basa en el tradicional Chevy de bloque pequeño / LS con espacio entre cilindros de 4.400 pero con un desplazamiento moderado de 5.5L – 333ci. Pero ese es el final de cualquier tipo de similitud con la familia Chevrolet original de bloque pequeño.

Las bielas de titanio están unidas a un conjunto de pistones de aluminio forjado que giran mediante un cigüeñal plano de acero forjado. La manivela de plano plano es una desviación radical de la norma de plano cruzado. No es una tecnología nueva de ninguna manera, pero es arriesgado desde una posición de conducción debido a los problemas de vibración que abordaremos en breve. La razón por la que vale la pena el riesgo son las múltiples ventajas que ofrece un cigüeñal plano... una de las cuales es una masa giratoria más liviana que responde mucho más rápido a los cambios en RPM junto con una nota de escape chillona. Y confía en nosotros, este bebé grita.

Todos estos atributos son multiplicadores de fuerza que contribuyen a números de potencia sorprendentes para un motor de este tamaño. Con 670 caballos de fuerza normalmente aspirados a 8,400 RPM y un torque máximo de 450 lb-ft a 6,300 RPM elevados, este motor inmediatamente infla su pecho con una asombrosa potencia de 2.01 caballos por pulgada cúbica. Este es el Chevy de bloque pequeño con mayor aceleración (si todavía podemos llamarlo así) en sus 66 años de historia.

Uno de los factores contribuyentes más aventureros en este golpe de poder orquestado es la elección del cigüeñal plano. Esta característica de diseño crea un pulso de encendido uniforme que alterna la combustión del banco izquierdo al derecho que no se puede lograr con el cigüeñal de dos planos o cruzado más tradicional. El beneficio de esta secuencia uniforme de encendido es que hace que sea mucho más fácil lograr esfuerzos sobresalientes de ajuste de admisión y escape. Los esfuerzos de ajuste pueden enfocarse en un rayo láser para empaquetar un flujo de aire adicional en los cilindros a velocidades más altas del motor para crear un llenado de cilindro de bombeo, también conocido como eficiencia volumétrica (VE).

¿Cuánto vale esto? Todos los motores de combustión interna alcanzan la VE máxima con el par máximo. Aquí es donde todos los motores alcanzan el máximo llenado de cilindros. El LT6 es capaz de más del 100%. La mayoría de los motores de producción logran números en el rango medio del 90%, por lo que este es un logro importante. Al 100% de VE, el motor ha podido llenar el cilindro (en un corto período de tiempo) hasta la capacidad total del cilindro completo.

Lo que es difícil de lograr es acercarse al 100 % de VE a la potencia máxima, donde el tiempo es el enemigo del llenado del cilindro. Si bien no hemos podido verificarlo, hay números que superan el 100 por ciento en la potencia máxima. Los números reales de potencia y torque tienden a reforzar estas estimaciones.

El LT6 empuja el flujo a través de las válvulas de admisión emparejadas para llevar el punto de potencia máxima a 8400 RPM estratosféricos y el par máximo a 6300 RPM. Esto define una amplia banda de potencia de 2200 RPM entre el par máximo y la potencia máxima, lo que hará que este motor sea muy manejable y predecible para una conducción enérgica. Los motores V8 tradicionales generalmente generan una banda de potencia mucho más estrecha de 1500 RPM o menos.

Si bien no se puede negar el impresionante logro de caballos de fuerza del LT6, su énfasis en la potencia de altas RPM es una desviación radical del tradicional V8 estadounidense de estilo de torque de baja velocidad. El LT6 es un motor de aspiración normal de pequeña cilindrada que entrega potencia de una manera considerablemente diferente. Como punto de referencia, usemos el LT2 de aspiración normal del Corvette estándar como punto de medición. El motor tradicional de 2 válvulas y 6,2 L (376 ci) con varilla de empuje genera poco menos de 400 lb-pie de torsión a 2000 RPM, pero solo entrega 1,31 caballos de fuerza/ci. Este es el resultado de una combinación de una carrera de 3,62 pulgadas y un desplazamiento generoso. El motor DOHC LT6 de 5.5 L no disfruta de ninguna de estas características.

En términos generales, los motores de cuatro válvulas no tienen las sólidas cifras de torque a bajas RPM que normalmente ofrecen los motores de dos válvulas. Históricamente, los estadounidenses están muy acostumbrados a la sensación de los motores de gran cilindrada generando par a bajas velocidades del motor. Por lo tanto, debe quedar claro que el LT6 se sentirá más suave a velocidades de motor más bajas.

Esto no es una condena del motor, simplemente una declaración de hecho. Para compensar el paquete general del vehículo, Chevrolet agregó una relación de transmisión final más rígida de 5.56:1 al Corvette ZO6 como palanca adicional para ayudar a los bajos números de torque inherentes a este motor de pequeña cilindrada. Agregue a esto el hecho de que el par máximo se produce a 6300 RPM y muchos conductores pueden necesitar algo de tiempo para acostumbrarse a la diferencia.

Ahora profundicemos un poco más en este increíble motor. Generalmente, una configuración DOHC aumenta sustancialmente la circunferencia del motor, pero parece que estos nuevos cabezales no expanden abiertamente la cintura del motor, aunque no tenemos especificaciones para confirmar o negar esa observación. Los pistones forjados de CP son importantes para la durabilidad a estas velocidades de motor escaladas y, de acuerdo con el mantra de que más ligero es más poderoso, las varillas de titanio provienen de Pankl Racing Systems en Austria. Chevrolet aún tiene que revelar la longitud de la biela.

El cigüeñal plano, la disposición DOHC y el sistema de inducción masivo están destinados a mejorar el rendimiento a altas RPM. Pero esto viene con una etiqueta de precio más allá de la inversión en dólares y hay una cierta desventaja en este esfuerzo de alta velocidad que está enmascarado por el entusiasmo que rodea a un motor de calle de altas revoluciones que intenta vivir en la zona de 8,000 RPM.

Para comprender ambos lados del enfoque del cigüeñal de plano plano, es importante apreciar ciertas características físicas que rodean el funcionamiento del motor V8. Esto impulsará una apreciación tanto de los beneficios como de las deficiencias. Un cigüeñal de plano plano posiciona los cuatro pasadores del cigüeñal en un plano efectivo. Los cigüeñales de cuatro cilindros están construidos de esta manera, por lo que podría pensar en un V8 plano como una manivela de cuatro cilindros con muñones de biela de doble ancho.

En esta imagen, puede ver que el diseño de Chevy de bloque pequeño revela cómo un cigüeñal de plano transversal crea pulsos de disparo desiguales de banco a banco. Las líneas curvas revelan que dos veces durante 720 grados de rotación del cigüeñal, el motor dispara cilindros uno al lado del otro en el mismo banco. Esto se basa en el orden de disparo del bloque pequeño de 1-8-4-3-6-5-7-2. Observe cómo 5 y 7 se disparan secuencialmente y también son cilindros adyacentes.

Compare eso con esta imagen, que revela cómo un cigüeñal plano dispara cilindros secuenciales de banco a banco, como en Izquierda-Derecha-Izquierda-Derecha. Esta ventaja también simplifica el efecto del ajuste del pulso de escape para ayudar al llenado del cilindro. Esta ilustración utiliza el orden de encendido LT6 de 1-4-3-8-7-6-5-2.

Un cigüeñal V8 de dos planos o cruzado es mucho más común en los motores de producción y coloca los cuatro pasadores del cigüeñal en planos cruzados con una separación exacta de 90 grados. Hay beneficios fundamentales para construir un cigüeñal para un motor V8 de 90 grados, pero una desventaja principal es que el cigüeñal de plano transversal será mucho más pesado y requerirá contrapesos muy grandes.

El cigüeñal plano se beneficia de no necesitar grandes contrapesos para contrarrestar las fuerzas primarias que definiremos en un momento. La eliminación de estos contrapesos hace que la manivela plana sea inherentemente más liviana y, como resultado, permitirá que las RPM del motor aumenten rápidamente debido a la reducción de la masa giratoria.

Pasemos a una geometría simple que afecta a todos los motores de pistón con configuración en V. A medida que el cigüeñal mueve los pistones a través de una rotación completa, se ejercen fuerzas primarias y secundarias en un motor V8.

Las fuerzas primarias son aquellas creadas por el movimiento vertical de los pistones y varillas. A medida que un pistón se mueve a través de su recorrido desde el punto muerto superior (TDC) hasta el punto muerto inferior (BDC), esto crea una fuerza vertical. Para un cigüeñal plano en un motor V-8 con cuatro pistones hacia arriba y cuatro hacia abajo, la fuerza de un juego de cuatro es contrarrestada por los otros cuatro pistones. Esta fuerza primaria ocurre solo una vez en cada revolución. Un cigüeñal dual o transversal requiere grandes contrapesos en los extremos para compensar el efecto de este desequilibrio primario.

También hay una fuerza secundaria creada por el movimiento vertical de los pistones que requiere un poco más de explicación. A medida que el pasador de la biela del cigüeñal se mueve desde el PMS hasta su punto medio de recorrido de 90 grados, la biela crea un círculo que cambia la longitud efectiva de la biela y aumenta la aceleración del pistón alejándose del PMS. El resultado es que el pistón se mueve más de la mitad de su recorrido total cuando la muñequilla alcanza los 90 grados.

Dado que el pistón se ha movido una distancia mayor durante la primera mitad del recorrido del cigüeñal, el pistón recorrerá una distancia más corta desde la posición del punto medio del pasador del cigüeñal de 90 grados hasta el PMI. Esta diferencia en el recorrido del pistón desde la mitad superior del recorrido hasta la mitad inferior se refleja en una diferencia en las fuerzas de aceleración que crea una vibración ejercida lateralmente o perpendicular a la vertical.

A esta vibración lateral se suma el hecho de que las fuerzas secundarias de desequilibrio se crean dos veces por revolución, una vez cuando el pistón se mueve hacia BDC y también en el camino de regreso a TDC. A esta situación se suma que la velocidad del motor amplifica la vibración, de modo que cuanto mayores sean las RPM del motor, mayor será la fuerza.

Las variables que afectan la fuerza de esta vibración lateral incluyen el peso del conjunto de pistón y varilla, la relación varilla/carrera y las RPM. El cigüeñal de plano transversal más común cancela inherentemente estas vibraciones secundarias con un segundo plano que vibra en la dirección opuesta. Esta es la ventaja del cigüeñal de plano cruzado.

Tenga en cuenta que esta discusión no se trata del equilibrio estático del motor que se trata agregando o quitando pequeñas cantidades de metal de los contrapesos. Las fuerzas primarias y secundarias son un conjunto separado de fuerzas.

La selección de GM de un cigüeñal de un solo plano para el LT6 está claramente dirigida a generar más potencia máxima y darle al motor una nota de escape distintiva. La ecuación estándar para la potencia es la siguiente:

Esta fórmula indica que cuanto más alto pueda hacer girar el motor, más caballos de fuerza podrá generar, suponiendo que pueda lograr el torque a esas velocidades más altas. La combinación de cabezales DOHC con válvulas más pequeñas y livianas crea un tren de válvulas capaz de mantener altas velocidades del motor.

El desafío de este enfoque es que se trata de un motor de cilindrada muy grande para un cigüeñal plano. El esfuerzo Voodoo de Ford se detuvo en 5.2L y el V8 europeo más grande es aún más pequeño en 4.5L. El ingeniero jefe de Corvette, Tadge Juechter, dice que la vibración secundaria del motor fue tan severa durante la prueba inicial del prototipo que los filtros de aceite giratorios literalmente se desenroscaron del motor. Esto resultó en un sistema de filtro de cartucho empernado que es mucho más robusto. Pero su comentario es un testimonio de los efectos del desequilibrio secundario.

Como mencionamos anteriormente, una forma importante de minimizar el efecto del desequilibrio inherente del cigüeñal de plano plano es minimizar la carrera. El LT6 emplea una carrera mucho más corta de 3,15 pulgadas, que es incluso más corta que el motor Gen III de 4,8 L más pequeño con 3,26 pulgadas. Esta carrera más corta también mejora la capacidad del motor para acelerar al reducir la velocidad del pistón. Por el contrario, una carrera más corta reduce el desplazamiento. Para compensar, los ingenieros eligieron un diámetro interior más grande de 4,104 pulgadas.

Las ventajas físicas de un cigüeñal de un solo plano más liviano combinado con componentes alternativos más livianos como bielas de titanio y pistones de aluminio forjado de faldón corto mejoran la capacidad del LT6 para acelerar rápidamente. Esto, por supuesto, se ve reforzado por los pulsos de encendido uniformes de un motor de cigüeñal de un solo plano que hace que el ajuste del escape sea mucho más fácil de manejar.

El orificio más grande mejora aún más la respiración al alejar la pared del cilindro de las válvulas de admisión, lo que mejora el volumen de aire suministrado al cilindro. Por supuesto, el área de flujo de la válvula para una culata de cilindros de cuatro válvulas siempre es superior a la de una culata de cilindros de dos válvulas. Chevrolet aún tiene que divulgar las especificaciones de levas y elevación de válvulas para el LT6. Pero tenga la seguridad de que el área de la cortina de flujo será excepcional.

Además de otras ventajas, parece que las levas superiores dobles también estarán controladas electromecánicamente. Los datos indican que el sistema puede ejercer hasta 55 grados de movimiento sobre la leva de admisión, mientras que la leva de escape ofrece 25 grados. Esto permite hacer avanzar las levas para un par de baja velocidad y retardar gradualmente la sincronización de las levas a medida que aumentan las RPM. Y debido a que los lóbulos de admisión y escape se pueden ajustar individualmente, esto significa que el ángulo de separación de lóbulos (LSA) también tiene un alto grado de libertad.

Los árboles de levas huecos también están diseñados para usarse con elevadores mecánicos que utilizan lo que se denomina seguidores de dedos. Si bien la mayoría de las levas mecánicas requieren un mantenimiento ocasional, Chevrolet afirma que la naturaleza precisa de las cuñas utilizadas en los seguidores no debería requerir ajustes durante la vida útil del motor. Además, la ilustración revela que los resortes dobles tienen un diseño de resorte más tradicional y no un resorte en forma de colmena o cónico.

Por supuesto, para maximizar la potencia, tiene sentido integrar la acción de la válvula con el colector de admisión. El LT6 usa un colector activo con tuberías separadas para los bancos izquierdo y derecho, cada uno alimentado con un cuerpo del acelerador de 78 mm controlado electrónicamente. También hay tres válvulas gobernadas por computadora separadas que permiten la comunicación entre estos corredores de banco separados para ofrecer ventajas de ajuste basadas en RPM y carga. Este control activo mejora el llenado de cilindros tanto a baja como a alta velocidad.

Hasta ahora nos hemos centrado principalmente en las ventajas de potencia y los caprichos vibratorios de un motor de cigüeñal plano, pero la durabilidad es otro factor importante que incluye el sistema de lubricación. Los motores Corvette de varilla de empuje anteriores han empleado una especie de sistema de cárter seco para pobres que ha demostrado su valor, pero al mismo tiempo era algo limitado. El LT6 intensificó ese juego con lo que GM llama un sistema de seis etapas.

El corazón del sistema es una bomba de sumidero seco de longitud completa que extrae aceite de cada compartimento de cilindro emparejado individual en el cárter, al mismo tiempo que extrae aceite de cada una de las culatas. Luego, el aceite se bombea al tanque de retención que contiene los 10 cuartos de galón de aceite sintético 5w50 que se alimentan directamente a la entrada de la bomba de presión para regresar al motor. Los ingenieros de Chevrolet dicen que, en cualquier momento, el 80 por ciento del aceite está disponible en el tanque. Esto minimiza la cantidad de aceite en el motor, lo que reduce los problemas de viento, especialmente a velocidades del motor superiores a 6000 RPM. Este cárter seco es similar a un sistema de estilo de competencia completo y es indicativo de los esfuerzos que hizo GM para construir un motor que pudiera funcionar de manera confiable en arenas de competencia.

Una ventaja de este estilo de cárter seco es que no solo elimina el aceite del cárter, sino que también es capaz de generar vacío en el cárter para reducir el viento y mejorar la potencia. Según Chevrolet, en la canción completa esto vale casi 80 kilopascales (kPa), lo que se convierte en más de 20 pulgadas de mercurio ("Hg). Eso es un vacío de sartén serio y también señala por qué los pistones se enfrían con chorros de aceite ya que quedará muy poco aceite alrededor de los pistones para mantenerlos fríos.

Esta es solo una descripción general preliminar del LT6 y puede esperar que haya inspecciones mucho más detalladas una vez que el automóvil y el motor estén en plena producción. Los detractores de la huella de carbono pueden eventualmente tener su día, pero los ventiladores de combustión interna pueden deleitarse con al menos una carga más alimentada por gasolina en el futuro. ¡Que empiecen los juegos!

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