Em conceito, o 409 era para ser simplesmente um 348 aborrecido com um curso mais longo. A unidade de produção, no entanto, acabou por ter poucas peças intercambiáveis. Os blocos de cilindros e cabeçotes para ambos os motores foram usinados nas mesmas linhas, o que foi uma ajuda vital do ponto de vista do custo. Ao perfurar o bloco 348, a Chevy evitou cuidadosamente quaisquer alterações na fundição. Por um lado, foi considerado imperativo reter as camisas de água de círculo completo ao redor dos furos. Isto limitou o aumento máximo do furo a 3/16-polegadas (0,1875 polegadas), dando uma dimensão final do furo de 4,3125 polegadas. O furo foi aumentado de 3,25 para 3,50 polegadas, o que exigiu um novo virabrequim. Ambos os virabrequins, 348 e 409, tinham virabrequins de aço forjado, embora este último tivesse lançamentos de manivelas mais longos. Os tamanhos dos rolamentos também foram compartilhados – 2,50 polegadas de diâmetro para a rede elétrica e 2,20 polegadas de diâmetro para os virabrequins. A manivela do 409 exigia contrapesos mais pesados, porém, e conseqüentemente pesava mais 8,2 libras para um total de 67 libras.
Para manter a mesma altura de plataforma, tornou-se necessário encurtar as bielas. Isto teve a desvantagem de aumentar a angularidade máxima da biela e, portanto, o impulso lateral sobre o pistão. Enquanto o 348 tinha pistões de alumínio fundido de molde permanente, o 409 foi equipado com pistões de alumínio forjado para maior resistência ao calor. Os 348 pistões offset empregados, que tiveram o benefício de reduzir a batida da saia do pistão após um arranque a frio. Isso torna um motor de caminhão mais civilizado, mas não tem nenhuma importância real para um carro de alto desempenho. O 409, no entanto, não tinha pistão offset, pelo que não havia necessidade de esquerdas e direitos separados. No 348, as cavidades de alívio das válvulas estavam em lados opostos da terra firme. Os 409 pistões tinham alívio de válvulas fresadas, todos no mesmo lado.
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Como todo o layout básico, o desenho da engrenagem da válvula para o 348 foi tirado do motor de bloco pequeno. Isto significava balancins e válvulas em aço estampado, montados em forma de balão, dispostos em uma linha com uma inclinação de 12 graus acima das câmaras de combustão em forma de cunha. Os cabeçotes cilíndricos para o 348 e 409 foram feitos com as mesmas peças fundidas, mas o 409 tinha um furo de haste mais largo e diferentes faces de pilares de válvulas. Também tinha molas de válvula mais fortes do que a 348 para fechamento seguro a altas rpm, assim como hastes de empurrar mais fortes e grossas. O 409 usou uma mola de bobina única com um amortecedor de aço plano por válvula, enquanto o 348 tinha molas de válvula duplas. Tanto as válvulas de admissão como as de escape na 409 foram herdadas da 348, as entradas medindo 2.066 polegadas através da cabeça e os escapes de 1.72 polegadas.
Como uma 348 retrabalhada, a 409 naturalmente apresentou uma compressão mais alta (11.25:1) e um eixo de comando de válvulas mais selvagem. A elevação da válvula de admissão foi elevada de 0,406 a 0,440 polegadas, e a elevação da válvula de escape de 0,412 para o mesmo 0,440. A duração da abertura da válvula de admissão foi estendida de 287 para 317 graus, e a sobreposição (período durante o qual ambas as válvulas estão abertas) de 66 para 70 graus.
Em 1960, a 348 foi oferecida com uma configuração de carburador triplo de dois cilindros que aumentou a potência nominal de 340 para 350 cv. Não foram concebidos colectores multi-carburador para a versão inicial do 409, porque o seu grande Carter de quatro barris tinha quase o mesmo volume de ar que três deuces.
O 409 estreou como opção em meados de 1961. Na sua forma mais potente, ele forneceu 360 cv a 5800 rpm, e gerou um torque de pico de 409 libras-pés a 3600 rpm. Pesava 664 libras, apenas 34 libras a mais do que o Chevrolet de 230 polegadas cúbicas seis. Uma opção de 409 cv com quatro barris duplos da Carter ficou disponível para 1962. No ano seguinte, foi reclamado um total de 425 cv para esta combinação, graças a uma taxa de compressão de 11,0:1 e elevadores sólidos. O mesmo motor com um único Carter de quatro barris foi avaliado em 400 cv. A opção de quatro tambores gêmeos foi descontinuada no final do ano 1964. Para 1965, o mais quente 409 foi classificado em 400 cv. Ele suportou um coletor de admissão de alumínio de grande porte, relação de compressão 11.0:1, um eixo de comando de válvulas de alta elevação/alta sobreposição com elevadores sólidos, carburador de quatro barris simples e coletores especiais de exaustão de baixa resistência. Uma versão de 340 cv foi transportada inalterada de ’64, com compressão 10.0:1, carburador de quatro barris simples e elevadores hidráulicos.
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