PROJEKT 200 HP


Tato stránka pojednává o výkonových úpravách motoru Essex 3.0V6. Všechny popsané kroky jsem prováděl sám, na základě znalostí, dostupné literatury a tipů z britských časopisů. Cílem je dostat ze sériového motoru, který disponuje výkonovými parametry 138 HP/240 Nm vyšší hodnoty, předpokládám 200 HP/300 Nm (ideálně 210 HP/320 Nm).  Pochopitelně je to stále směšná hodnota v porovnání se závodními motory, které byly v 70. letech vyladěny na 450 HP, ale moje ambice sahají pouze do oblasti Fast Road, nikoli Race. Jen podotýkám, že úpravám motoru, jehož výkon naroste o téměř 50% zdatně sekundují i úpravy podvozku a brzdového systému.

Upozornění: pakliže někdo bude ladit motor podle níže uvedených informací, bude tak činit na vlastní riziko.

Níže uvedené úpravy byly prováděny v roce 2008, od té doby díky neustálému vývoji motor naznal několika dalších změn, takže dnes je zase všechno jinak :) Jiné hlavy, sání, vačka, orientace karburátoru, lambda sonda, vzduchový filtr, atd...


 
1. Spodek motoru

Třílitrový motor Essex, který byl v roce 1981 u modelu Capri nahrazen modernějším kolínským 2.8 se vstřikováním paliva, je u nás velmi raritní a šance sehnat nové písty u tuzemských prodejců je dnes (2008) nulová. Jedinou možností je nákup v zahraničí, nejlépe ve staré dobré Anglii. Essex má rovné hlavy válců, takže každý ladič tedy sáhnul po pístech s kompresí 9.2:1 a vyšší. Bývávalo - písty Hepolite Powermax s kompresí 10.1:1 se již dávno přestaly vyrábět. Relativně dostupné jsou písty se standardní kompresí 8.9:1 v základním vrtání i výbrusové +30 a +60. Takže nové písty s vyšší kompresí mají dnes cenu zlatého prachu a na eBay se objeví tak jednou za 2 roky.

Po marném čekání na vysokokompresní písty jsem se rozhodl koupit z UK celý blok s novými písty, výbrusové vrtání +60, což dává zdvihový objem 3090 ccm. Ano, tohle vrtání měly legendární RS3100. Jako bonus jsem měl nová ojniční ložiska a ložiska klikové hřídele. Motor jsem po doručení z Anglie vybalil, prohlédl a pak začal ladit podle svých představ. Tou první bylo docílení vyššího kompresního poměru, ideálně 10.5:1. Jak jsem zmínil, Powermaxy jsou téměř nesehnatelné, takže jsem se vydal cestou snížení pístů a bloku. Zatím jsem se nikde nedočetl, že by to tak někdo v UK dělal a na britském fóru mi nikdo nebyl schopen poradit. No, možná to přede mnou někdo někdy na téhle planetě alespoň zkusil, ale já o něm nevím.

Pomocí metody lití pod plexi a pak spoustou výpočtů jsem se dobral hodnoty, kterou pro snížení použít. Motor jsem kompletně rozebral a na písty jsem našel starého pána - obráběče, který odvedl mistrovskou práci, písty krásně tvarově obrobil. Blok snižovala místní vyhlášená motorářská firma Pavlíček. Jedna perla na konec - v den, kdy jsem si odvážel snížený blok, se na eBay po několika letech objevila nabídka sady nových pístů +60 s kompresí 10.5:1. To potěší, že ?

Jako další přišla na řadu kliková hřídel, kterou jsem vyleštil, závaží jsem zabrousil do špičky, aby se dobře klika prořezávala rozstřikovaným olejem a u olejových kanálků jsem vybrousil náběhy pro lepší lubrikaci ložisek. V klikové hřídeli jsem také vyměnil zadní ložisko, které šlo ztuha. Ve všech článcích o motoru Essex jsem našel informaci, že odlehčení masivního setrvačníku (9-11 kg) o nějakých 5 liber (cca 2.26 kg) motoru pomůže při roztáčení. Po odlehčení má ten můj 7.75 kg, podle mého názoru optimum. Opět jsem musel projít peklem, protože narozdíl od kolínských V6 má Essex na setrvačníku závaží, stejně tak i na přední řemenici a celé se to vyvažuje proti sobě. Ono se řekne vyváží, ale u nás jsem kontaktoval 9 odborných firem a žádná to nechtěla udělat. Nakonec jsem objevil pána se starou německou  vyvažovačkou, který se nelehkého úkolu zhostil.

Ještě jsem vyleštil ojnice a jakmile jsem měl všechny díly zpátky v garáži, začal jsem s vážením a hmotnostní úpravou všech komponent. Největší práci mi daly písty, před i po úpravě byl rozdíl mezi nejlehčím a nejtěžším 6 gramů. To je sice v toleranci (Essex může mít až 8 gr.), ale já i tak odvrtáváním a obrušováním srovnal všechny na jednu hodnotu.

Pak následovala krásná práce všechno vrátit zpět do bloku. Před vložením kliky i ojnic jsem na ložiska aplikoval speciální přípravek, aby se při prvním startu něco nepřidřelo.

 
2. Vačková hřídel, rozvodové kolo

Do bloku putovala ostrá vačka Fast Road od Burtona s rozsahem otáček za minutu 1500-6000. Podle technických listů by měla přihodit nahoru 18 koní. Jsou samozřejmě vačky, které přináší nárůst výkonu o 24 koní, ale je třeba hodně točit motor, protože úbytek výkonu v nízkých otáčkách je citelný. Ještě dodávám, že všichni výrobci doporučují s novou vačkou pořídit i zdvihací válečky, do kterých jsou usazena zdvihátka.

Protože se o pohon vačky stará celoocelové kolo, které vačku namáhá zejména na prvním ložisku (už jsem četl o zlomených vačkách právě v tomto místě), osadil jsem blok novými ložisky vačky. Před vlastní montáží vačky jsem rovněž použil onu speciální vazelínku, která vačku lubrikovala při prvním nastartování.

Ve všech dostupných materiálech a hlavně na internetových fórech jsem četl doporučení pro náhradu standardního rozvodového kola s pertinaxovými zuby za celoocelové. Pokud se zvyšuje výkon motoru, který pak lze točit do 6000-6500 otáček, je pravděpodobné, že by se mohly poškodit nebo obrousit zuby z pertinaxu. Ocelové kolo je vrtáním odlehčené, takže hmotnost se nějak nezvýšila. Co se však podstatně zvýšilo, je hluk od soukolí. Tento jev však po čase vymizí, jakmile se zuby obou kol jemně opotřebují a lépe na sebe dosednou.

 

3. Hlavy, sání, karburace

Úpravy hlav, sání a karburace jsem dělal již dříve, ale teprve teď, co je hotov spodek motoru, dostávají velké ventily a trysky v karburátoru své opodstatnění. Největší práci a investice vyžádaly hlavy válců. Z Burtonu (UK) jsem pořídil větší ventily a nové pružiny, firma Pavlíček vyfrézovala otvory a nalisovala tvrzená sedla. Na čtvrtém obrázku máte možnost posoudit velikost ventilů upravené a standardní hlavy, na pátém tvar a výšku ventilů. Všimněte si nánosu karbonu na ventilu, co má najeto 100.000 km - moc dobře se motoru nedýchalo.

stupeň úpravy

průměr sacího ventilu

průměr výfukového ventilu

stage 1: standardní Essex 41.00 mm 37.00 mm
stage 3: Essex X-pack 44.50 mm 41.30 mm
stage 4: Essex v mé úpravě 46.25 mm 41.30 mm

Následovala neskutečně dlouhá a náročná procedura zvětšování a tvarování sacích a výfukových kanálů (tzv. portování), kdy z díry pro myš je potřeba udělat tunel pro vlak tak, aby se člověk nepotkal s vodním kanálkem. Opět máte možnost si na třetím obrázku porovnat úpravu se standardní hlavou. Dále je nutné k dosažení optimálního proudění upravit i otvory v sání a následně upravit tak, aby perfektně pasovalo na sací otvor v hlavě (obr. 4). Ještě jsem pro pocit, že je vše uděláno nejlíp jemně zabrousil ventily a sedla, aby opravdu perfektně těsnily. Test s nalitou směsí petroleje a benzínu dopadl na výbornou - ventily neprolínaly a ani po 8 hodinách se kapalina nedostala ven.

Nejdéle jsem ladil karburaci. Standardní Weber 38DGAS i s většími tryskami a elektrickou benzínovou pumpou má limit na 170-180 HP. Proto jsem hledal dostupné řešení. Weber 40DFI, který se používal na závodech skupiny 5 a dá se jím krmit motor až do 200 HP, je raritní a málokdy se na eBay objeví použitelný kousek. Nejjednodušší cestou jsou americké karburátory Holley. Relativně levné, trochu humpolácké, dá se na ně všechno koupit a jsou jednoduché na seřízení. V případě dvoukomorových karburátorů si stačí vyrobit redukci a můžete je osadit na sání pro Weber/Solex. V roce 2003 jsem koupil nový Holley 350 (obr.1). Dá se jím nahradit 38DGAS bez jakýchkoli úprav.

Dvoukomorových karburátorů Holley jsem nakoupil ještě několik, včetně Holley 500 (obr.3). Pětistovka je pokládána za jeden z nejlepších 2-komorových karburátorů pro závodní motory Essex. Tak dlouho jsem ladil 2 komory, až se naráz objevila nabídka na originální sání Swaymar, což je konverze na 4-komorový karburátor Holley. Ani ten na sebe dlouho nenechal čekat a z USA mi přišel nový H390. Jak jsem četl víc a víc informací o tomto karburátoru a průběžně jej testoval a upravoval, přikoupil jsem ještě panel (metering block) do sekundární části karburátoru, hlavní trysky, akcelerační trysky, sadu pružin do podtlaku a další drobnosti. Následovala řada testů a díky kvalitnímu těsnění karburátoru, které se dá použít několikrát, se výměny trysek a pružin odehrávaly na silnici během testování.

 
4. Zapalování

Standardní rozdělovač Motorcraft považuji doslova za Achillovu patu celého motoru, od 6000 ot./min začal rozdělovač vynechávat a motor zneklidněl. Kontaktní kladívko bylo nahrazeno optoelektronickým modulem se zesilovačem Lumenition. Tato jednotka zapalování je nejvíce rozšířená mezi britskými ladiči klasických fordů. Základní kit obsahuje zesilovač a jednotku a ona černá vrtulka, která funguje jako přerušovač toku světla, se dokupuje zvlášť na konkrétní typ rozdělovače.

Aby se kvalitní jiskra dostala kam má, pořídil jsem závodní 10mm kabely Magnecor a iridiové svíčky od NGK.

 

 
5. Teplota a tlak oleje

Motory Essex, pokud se dlouhodobě drží pod krkem a točí se v oblasti 6000-6500 ot./min trpí nedostatečným mazáním vačky, instalace vysokotlaké olejové pumpy je nutností. Sice se o této záležitosti stále vedou spory a v UK jsou ladiči, co závodí i s OEM pumpou, nicméně já si vysokotlakou pumpu pořídil. Jako jedinou daň jsem na starém motoru vnímal vyšší prolínání oleje skrz těsnění a šrouby, ale u nového  motoru jsem investoval do kvalitního těsnění a na problematických místech jsem těsnení podpořil i motorářským silikonem. 

Olej by neměl být vystaven příliš velké tepelné zátěži, takže aby zůstal co nejdéle kvalitní, je při teplotách nad 80°C odváděn skrz termoblok do olejového chladiče Mocal.

 

6. Teplota chladicí kapaliny

Po zkušenostech z letních veder a také ze "závodění" na okruhu jsem také totálně překopal chlazení. Původní chladič byl nahrazen novým kouskem určeným pro Sierru XR4i. Nová pumpa je samozřejmostí, stejně tak jako expanzní nádoba.

 

7. Headery a výfukové potrubí

Dlouho jsem si sliboval výměnu výfukového systému. Standardní výfuky jsou sice výrobcem označeny jako vyhovující pro 2.0 - 3.0 Capri, ale pro laděný motor jsou doslova handicapem. Nabídka je v Británii pestrá, výfukové systémy pro motory 2.8/3.0 jsou ve výrobním programu několika výrobců. Historicky je mi asi nejblíže vyhlášená firma Janspeed, takže jsem od nich vzal jak headery, tak celý výfukový systém, obojí s označením "big bore".

Standardní výfukový systém má vnější průměr 44 mm a v kolenech se dokonce zužuje a ztenčuje. Janspeed Big bore má vnější průměr 52 mm a zachovává stejný průměr i ve všech kolenech a  ohybech. Má volba se ukázala jako velice dobrá, protože nejsem nakloněn příliš hlasitým výfukům, které produkují ostatní britští výrobci (Ashley, Sportex, ...). Capri sice při průjezdu městem trochu duní, ale není to jak přeřvané výfuky na čtrnáctistovkách mladých tunerů.

S výsledky chlazení vody a oleje jsem po testování nadmíru spokojen. Jediným elementem, který pod kapotou dál šířil teplo, byly headery.  Ono když se šest trubek pořádně rozpálí, trpí spousta součástek v motorovém prostoru, o hadicích a elektroinstalaci nemluvě. Nechal jsem tedy inspirovat chlápky z UK, kteří omotávají headery odladěných motorů termoizolační páskou, která srazí povrchovou teplotu headeru o 70%. Není to zrovna levná záležitost, ale svůj úkol plní perfektně. Ze zkušenosti doporučuji montáž na sundaném potrubí a za použití rukavic a pokud potrubí zůstalo na motoru a pachtíte se pod autem, tak také brýle a roušku, do obličeje u toho padá spousta neřádu, který pak strašně svědí, hlavně na zápěstích a předloktích. Po prvním nastartování se z vypalující pásky kouří jak z prádelny, pak ještě pár desítek kilometrů jízdy trochu smrdí, takže po montáži neberte s sebou rodinu na nedělní výlet :)

 

8. Elektrická benzínová pumpa

Všechny katalogy a další materiály, které jsem si pročetl před zahájením úprav se shodují v jednom: při zvyšování výkonu OEM mechanická pumpa nestíhá a je nutné ji nahradit elektrickou. Asi ideální volbou je klasická cylindrická pumpa FACET Competition Silver Top s tlakem 5-6 PSI (cca 0,40 atmosfér), která dokáže poslat karburátoru 102 litrů benzínu za hodinu. Pumpa se vešla společně s regulátorem tlaku Filter King pod víko zavazadelníku, hned vedle rezervy.

 

9. Indikační přístroje

Upravený motor se musí hnát do otáček a (jak jsem již výše popsal) o Essexu je známo, že trpí nedostatečným tlakem oleje při vysokých otáčkách a také se velmi rád přehřívá. Po vyřešení těchto nedostatků jsem však chtěl mít o situaci pod kapotou dokonalý přehled, protože na originální přístroje v kapličce, které postrádají jakékoliv značení stupnicí, není příliš velký spoleh. Pořídil jsem tedy čtyři ručkové  přístroje se všemi čidly, kabeláží, atd. Protože jsem kdysi koupil v Capri Clubu International středovou konzolu, přístroje jsem osadil právě tam a funkční i estetický výsledek je uspokojující, i když mě zastánci původního stavu veterána asi můžou kamenovat.

 

10. Časování vačky

Tato procedura je často opomíjená, přitom málokterý nový motor (natož pak starý, kde jsou jako bonusy různé vůle) vykazuje po sestavení hodnoty časování vačky (vaček) udávaných výrobcem. A to jsou právě ony koně navíc, které mohou díky správnému načasování doplnit stádo. Pomocí časování se dá i nastavit charakteristika motoru - více koní/méně kroutícího momentu - zlatá střední cesta - méně koní/více krouťáku.

Pro čtyřválcové motory existují rozvodová kola na řemen či řetěz s proměnnou aretací. Stačí povolit pár šroubů a podle stupnice nastavit a utáhnout. U motoru Essex V6, kde je pouze ozubené soukolí, tu je sada opravných klínků s posunem 1-5°. K měření je potřeba úchylkoměr, časovací disk a spousta času a trpělivosti.

 

11. Spojka

Původní spojka byla v perfektním stavu, ale já i tak dopřál motoru novou. Jedná se o Fast Road spojku od britské společnosti Techni Clutch, která je přímo určená pro upravené motory Essex. Velmi důležité je spojkovou lamelu vystředit, aby při instalaci motoru na převodovku šlo všechno hladce.

 

12. Finále - sestavení motoru a instalace do vozu

Tady není moc o čem psát. Essex je pěkný cvalík, takže ho dva chlápci jen v rukách těžko hodí do auta, jak je tomu třeba u subtilních motorů X-flow nebo Pinto. Velkým pomocníkem je nejen mobilní držák motoru, se kterým si pak můžete točit o 360°, ale také dílenský jeřáb, kdy téměř bez námahy vyndáte motor starý a motorový prostor osadíte tím novým.

Tady jsou dvě videa z prvního startu motoru:

Essex 3.1 - first run

Essex 3.1 - first run vol.2

Video ze záběhu motoru na dálnici, 0-200 km/h

Essex 3.1 - running-in