Per la prima volta dal 1955, il Team Chevrolet sta introducendo un nuovissimo motore V8 small block nel livello più alto delle corse di stock car. La nuova Chevrolet R07 è il suo primo motore appositamente costruito, progettato e sviluppato da GM Racing appositamente per la competizione NASCAR Nextel Cup.
La nuova R07 è quello di succedere al campionato vincente SB2 (small block/2nd generation) motore che è stato utilizzato dai team GM in NASCAR Cup racing dal 1998. NASCAR ha approvato il R07 small block per la competizione di quest’anno, e si prevede che diventerà l’esclusivo propulsore Chevrolet nella serie Nextel Cup mentre le squadre consegnano il loro inventario di motori e componenti SB2.
Il lavoro su un successore del SB2 è iniziato sul serio nel 1999, e da allora diverse varianti del convenzionale small block V8 sono stati progettati, testati e valutati. Nel 2004, la NASCAR ha discusso con i produttori automobilistici su un possibile “Motore del futuro”, per parallelamente al programma carrozzeria/telaio della Car of Tomorrow e, sebbene ciò non sia diventato realtà, gli incontri hanno stabilito un quadro per i futuri motori NASCAR.
‘ Le discussioni con NASCAR e gli altri produttori sul Motore del futuro sono state estremamente produttive, ‘ ha detto Jim Covey, NASCAR engine programme manager per GM Racing. “Anche se il programma Engine of the Future è stato messo sullo scaffale nel 2005, il direttore della NASCAR Nextel Cup Series John Darby ha sviluppato un elenco di parametri che definiscono l’inviluppo per tutti i produttori, dando a Chevrolet l’opportunità di sviluppare il motore R07. Questa “scatola” definisce i limiti per specifiche caratteristiche di progettazione e dimensioni minime e massime per i componenti chiave del motore.
“Avevamo già iniziato a gettare le basi per un futuro motore Chevrolet, e siamo stati in grado di adattare quel design alla Chevrolet R07”, ha continuato Covey. “Questa è stata la chiave per progettare, testare e presentare il motore per l’approvazione in un programma molto serrato. Un prototipo di motore R07 stava eseguendo test di durata su un banco prova sei mesi dopo aver dato il via al programma. Il team di sviluppo del motore R07 comprendeva Ed Keating e Ron Sperry, che si concentravano sulle testate dei cilindri e sui collettori di aspirazione, e Ondrej Tomek, che era responsabile del blocco cilindri. Abbiamo anche lavorato con i nostri team chiave Chevrolet, GM Powertrain e i nostri fornitori.’
Proprio come in tutte le forme di sport motoristici, il regolamento definiva il pacchetto motore di base, ma l’obiettivo di GM Racing era quello di produrre il motore più competitivo e affidabile entro i confini stabiliti dalla NASCAR. “La scatola di NASCAR offre una notevole libertà ai produttori di progettare i loro motori, e ci sono molti parametri che devono essere bilanciati”, ha spiegato Pat Suhy, GM Racing group manager, oval track. ‘Se un costruttore massimizza un aspetto della progettazione del motore, può limitare ciò che può essere fatto in un altro settore. Il nostro obiettivo a GM Racing era quello di trovare il punto ottimale per tutti loro. Ci siamo affidati ai nostri strumenti di ingegneria e progettazione assistita da computer, alla nostra esperienza e al contributo dei nostri team affiliati per prendere decisioni informate sulla configurazione del motore. Si trattava di bilanciare quei compromessi per produrre un motore che avrebbe prodotto potenza competitiva con un’affidabilità eccezionale, migliorando al contempo la sicurezza e riducendo i costi per i team Chevy.’
Molte delle risorse tecniche avanzate utilizzate dagli ingegneri GM Racing per sviluppare il motore da corsa Chevrolet R07 sono anche utilizzate per sviluppare motori di produzione GM. Impiegando tecnologie come la fluidodinamica computazionale, l’analisi degli elementi finiti e la modellazione 3D solida, gli ingegneri di GM Racing sono stati in grado di valutare e analizzare vari progetti in simulazioni al computer. Questo ampio uso della modellazione al computer ha anche accelerato la produzione di parti prototipo dopo che le specifiche sono state finalizzate.
Mentre il CFD è più comunemente associato allo sviluppo aerodinamico delle auto da corsa, è stato utilizzato qui per analizzare il comportamento dei fluidi come il flusso del refrigerante attraverso il blocco e le teste dei cilindri della R07. FEA, nel frattempo, è stato utilizzato per analizzare la forza e ridurre al minimo il peso del blocco e delle teste dei cilindri della R07.
‘ Anche se usiamo molti degli stessi strumenti di ingegneria, il lasso di tempo per i motori da corsa è molto più breve di quello che è per i motori di produzione, ‘ Suhy osservato. “La rapida inversione di tendenza nelle corse ci consente di ottenere un feedback sull’accuratezza delle simulazioni e dei modelli al computer di GM molto rapidamente. Gli stessi programmi possono quindi essere perfezionati per renderli più precisi quando vengono utilizzati per sviluppare motori di produzione futuri.’
‘ I concetti e i processi che vengono utilizzati per migliorare le prestazioni dei nostri motori da competizione sono condivisi con i progettisti dei motori di produzione per migliorare l’efficienza dei nostri motori di produzione”, ha dichiarato Tom Stephens, Group Vice President di GM Powertrain.
La Chevrolet R07 mantiene il layout pushrod/due valvole della prima generazione GM small block V8, ma questo design classico si è evoluto in un motore da corsa altamente avanzato.
Secondo le specifiche NASCAR, la Chevrolet R07 sposta un massimo di 358ci (5,87 litri) con un diametro massimo del foro del cilindro di 4.185 in (10,63 cm). Il blocco è una fusione di ferro di precisione con passaggi integrali di olio e refrigerante che eliminano la necessità della maggior parte delle linee esterne. La distanza tra i fori dei cilindri della Chevrolet R07 è di 4,5 pollici (11,43 cm), rispetto a 4,4 pollici (11,18 cm) nel blocco piccolo SB2. Questa spaziatura del foro più ampia migliora la circolazione del refrigerante attorno ai cilindri e, in combinazione con un sistema di raffreddamento mirato, il design del blocco riduce al minimo le temperature in punti critici. Insieme a questo, un nuovo modello di bullone a sei bulloni, invece del tradizionale design a cinque bulloni del piccolo blocco, migliora la tenuta della guarnizione della testa e riduce la distorsione del foro del cilindro.
L’albero a camme dell’R07 si trova più in alto nel blocco rispetto all’albero a camme dell’SB2, il che significa che le aste di spinta che opera sono corrispondentemente più corte e rigide, migliorando la dinamica del valvetrain ad alti regimi. Questa camma sollevata fornisce anche spazio per spruzzatori pistone entrobordo che spruzzano la parte inferiore dei pistoni con olio per il raffreddamento. Il tunnel dell’albero a camme è isolato dal carter per ridurre al minimo le perdite di derivazione causate dalla caduta di olio sul gruppo albero motore rotante dalla cam e per contenere le parti della valvola in caso di rottura.
In contrasto con le teste dei cilindri “mirror port” della SB2, le teste dei cilindri in alluminio della Chevrolet R07 assomigliano alle teste dei cilindri small block della serie LS, con valvole di aspirazione e scarico alternate. Un angolo di valvola poco profondo produce un design compatto ed efficiente della camera di combustione che produce il rapporto di compressione richiesto con una cima piatta leggera o un pistone leggermente bombato. Come è prevedibile, considerando la sua applicazione principale, il layout della porta di aspirazione della R07 è ottimizzato per il singolo carburatore a quattro canne montato centralmente su mandato della NASCAR. Il collettore di aspirazione in alluminio ha un plenum esteso per equalizzare la distribuzione del carburante tra i cilindri ed è asciutto, un coperchio valle separato che trasporta il refrigerante dalle teste dei cilindri.
Le coperture del bilanciere sono in alluminio pressofuso rigido con guarnizioni o-ring e incorporano oliatori a molla valvola integrati che vengono alimentati a pressione dai passaggi nelle teste dei cilindri, eliminando la necessità di linee dell’olio esterne. Altri miglioramenti agli accessori sono una pompa dell’acqua ad alta efficienza e un coperchio anteriore in fibra di carbonio che protegge le trasmissioni a cinghia dell’albero a camme aftermarket utilizzate dai team NASCAR. Il R07 ha disposizione per la guida sia una pompa del carburante a membrana convenzionale fuori l’albero a camme o una pompa del carburante meccanico montato a distanza può essere guidato tramite un cavo dalla parte posteriore dell’albero a camme. Quando si utilizza l’azionamento del cavo, la pompa del carburante può essere spostata sul retro dell’auto vicino alla cella a combustibile, migliorando la sicurezza in caso di incidente.
‘ I team Chevy NASCAR sono stati profondamente coinvolti nella progettazione della Chevrolet R07, ‘ ha detto Suhy. “Ci incontriamo mensilmente con i rappresentanti dei nostri quattro partner chiave-Hendrick Motorsports, Richard Childress Racing, Joe Gibbs Racing e Dale Earnhardt Inc-per ottenere il loro contributo su come possiamo rendere i motori Chevrolet racing più affidabili e più facili da costruire e da servire. Molte delle loro idee sono state incorporate nel progetto finale della R07, come l’integrazione dei sistemi di raffreddamento e dell’olio.
“Non si tratta di aiutare i nostri team affiliati a costruire il motore più potente perché ognuno di loro ha sviluppato le proprie parti e processi proprietari”, ha osservato. “Il ruolo di GM Racing è quello di fornire componenti di alta qualità e facili da usare. Vogliamo che i team Chevy siano in grado di dedicare più energie e risorse alle gare vincenti e meno energia alla preparazione dei motori.