Planering av motorbygge

Diskussioner för erfaret folk
Användarvisningsbild
Kadett4wd
Forumsberoende
Inlägg: 10189
Blev medlem: fre dec 23, 2005 10:49 pm
Ort: Patrick Wetterskog Ludvika tel:0707928582

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Kadett4wd »

De små portarna är typ 15mm smalare ute vid packningen.
Det är en rejäl skillnad.
///AMG
Att jag blir tyst i långvariga oeniga diskussioner beror OFTAST på att det inte är lönt diskutera längre, inte att ni hade rätt :D
Varning! Alexander Erik Sjöberg, skriven i Gävle, Väldigt frekvent bedragare!
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

Man kan ju undra hur de tänkte när de gjorde den stora toppen?
Likadant med Golf 16V.
Lilla toppen, lilla botten på insug och stora toppen på insug körde jag i rally förr.
Minst 20 år sen.

Erland
Användarvisningsbild
Kadett4wd
Forumsberoende
Inlägg: 10189
Blev medlem: fre dec 23, 2005 10:49 pm
Ort: Patrick Wetterskog Ludvika tel:0707928582

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Kadett4wd »

Jag har nyligen hjälpt en polare med sin Golf 4 med design och grejs(turbosetup)
Och big port toppen är ju kolossalt stor för den lilla maskin.
Han kör smallport i den med mild portning, den ska inte bli nåt effektmonster, utan mer som den borde byggts från fabrik med ca 330-350hk.
Tyvärr har den fastnat hos dahlbäck racing i väntan på mappning, så det blir nog inget åka i år med den.
///AMG
Att jag blir tyst i långvariga oeniga diskussioner beror OFTAST på att det inte är lönt diskutera längre, inte att ni hade rätt :D
Varning! Alexander Erik Sjöberg, skriven i Gävle, Väldigt frekvent bedragare!
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

Patrik Ståhl var förbi med en liten topp, motsvarar ungefär 36mm runt hål in och lilla toppens area bör räcka till 180 sughästar vid 7000 varv på en 1800cc motor.

Erland
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

OK, motordesign.
Om vi tänker oss 2 påhittade motorer, och en 4 ventils.
Först beräknar vi dom som sugmotor och sen tittar vi på vad som krävs för turbokonvertering.
Säg att motorn har en cylinderdiameter på 96,5mm och en slaglängd på 86mm.
Stämmer exakt för rödblock i nya grupp H men det kan vara vilken motor som helst.
Jag kan ju börja med att ta upp fysiken för insugnings och avgaskanalen eftersom det är dom ska beräknas först.
Sen kan det vara intressant att titta på förbränningsrummet och kompressionen men då måste vi ha en specifik motor.

Erland
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

Insugningskanalen.

Insugningskanalen länkar atmosfären till cylindern och uppgiften är att med så små förluster som möjligt under mycket kort tid flytta luft från atmosfären med ca 1 bars tryck till cylindern som i bästa fall är hel tömd från restgaser efter att avgasventilen har stängt.
Insugningskanalens utformning tillsammans med ventilen och kamaxeln bestämmer hur mycket tryckskillnad och hur hög gashastighet det blir i kanalen vid max kolvhastighet.
Enligt tester som gjorts på racingmotorer så går gränsen på hastigheten vid Mach 0,625 så den hastigheten ska inte överskridas vid max effekt.
Bernoullis teorem gäller i insugningskanalen, om hastigheten ökar ökar det dynamiska trycket samtidigt som det statiska trycket sjunker lika mycket.
Om man ska förflytta gas från atmosfären genom en kanal till en cylinder så pratar vi om tryckåtervinning.
Det gäller att utforma kanalen så bra som möjligt så att gasen med så få förluster som möjligt kan passera kanalen och in i cylindern.
Det som jobbar emot detta är väggarnas friktion och hur man kan hantera ytskiktet som bildas på väggarna.
När en gas flödar genom en kanal är hastigheten snabbast i mitten och nästan noll längst ut mot väggarna.
Där arean minskar ökar gashastigheten, det statiska trycket minskar, det dynamiska ökar och ytskitets tjocklek minskar.
När man sen ska försöka återvinna det statiska trycket i kanaländen mot en större ventil och en ännu större cylinder så minskar det dynamiska trycket, det statiska trycket ökar och det gör även ytskiktet.
Aerodynamikerns arbete oavsett om det är flöde runt ett flygplan, en racerbil eller i kanaler är att hantera ytskiktet så att det inte växer okontrollerat och leder till avlösning.
Så en topplocksportares jobb när han eller hon har beräknat sina areor är att utforma porten så att man inte får avlösning.
Några frågor om det?

Erland
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

Användarvisningsbild
Kadett4wd
Forumsberoende
Inlägg: 10189
Blev medlem: fre dec 23, 2005 10:49 pm
Ort: Patrick Wetterskog Ludvika tel:0707928582

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Kadett4wd »

Finge jag välja fritt vilket utgångsmatrial jag skulle börja från så skulle det alltid vara från nåt som hade stor potensial till minsta jobb.
Därav jag gav exempel på M156 AMG motorn, BMW 4 liters M3 motor är också en juvel.
Mycket jobb som går åt att förädla en volvomotor är pengar, pengar man kan spendera rätt från början.
Äldre Gamla Mercedes m119 är också en fin maskin, V8an som exempelvis satt i 500e(w124)
De finns ända upp till 6liters volym, ned till ~4liter.
Den har topplock besläktade med M104 motorn(sexan som är så populär och stryktålig)
Topplock som är bra från början är en stor besparing i utvecklingsarbete, som man istället kan kosta på underdelen för att kunna ha mycket skoj per spenderad krona.(lång livslängd).
Och att få mycket pulver så är det ju ALLTID fördel med fler burkar som pumpar än en stor.

Inga frågor,, mer än bara ett påstående, okontrollerade 'eddies' dödar flöde.

M119 :shock:
Bild
Bild
///AMG
Att jag blir tyst i långvariga oeniga diskussioner beror OFTAST på att det inte är lönt diskutera längre, inte att ni hade rätt :D
Varning! Alexander Erik Sjöberg, skriven i Gävle, Väldigt frekvent bedragare!
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

Alla har ju sin favoritmotor.
Beroende på bil så skulle jag kunna tänka mig en LS motor.
Jag har en LS7 liggande, har en Firebird med LS1 och manuell.
Men moderna bilar med sprut och miljöregler känns lite jobbiga för en från generationen innan det.

Erland
psa
För mycket laddtryck
Inlägg: 319
Blev medlem: lör apr 21, 2012 9:21 pm

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av psa »

Ja LS motorerna är ju intressanta eftersom mycket utveckling sker hos många företag, EFI University tex lyckades ju varva dom rätt hyggligt till slut.
Fast LS7 verkar ju mest handla om att få dom att hålla tyvärr.
nkro
För mycket laddtryck
Inlägg: 498
Blev medlem: tis nov 13, 2007 10:54 pm

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av nkro »

Har ni möjlighet att planera lite på den här motorn. Typ basic sug och turbo. För toppen kan inte vara problemet.

viewtopic.php?f=27&t=98185
Niklas
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

De bilderna har jag tittat på och beräkningarna som kommer gäller för alla toppar.
Tänkte ta hur man utformar kanalen och fördelar areorna först.
Sen hur man beräknar storleken som krävs för insug pumpning.
Anledningen till att man inte gör insug onödigt stort är att man använder energin i flödet till efterfyllning, ramning.
Sen växlar amplituden i pulserna upp och ner med areaförändringarna.

Erland
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

Jag är egentligen lite trött ikväll och kanske ingen bra författare men jag får väl ändra i texten senare om jag inte gillar den.

Gaser hatar att svänga och de hatar areförstoringar.
Så sväng aldrig samtidigt som du går upp i storlek när du portar en topp.
Det är nog de viktigaste råden jag kan ge till någon som själv ska porta sin topp.
Till skillnad från fasta föremål så gillar gaser att accelerera genom svängar.
Det är för att ökad hastighet ger mindre statiskt tryck och det gör att ytskiktet sjunker.
Det är en av anledningarna till att kanaler oftast konar ner till en minsta area eftersom det håller ytskiktet tunnare.
Ett annat sätt att aktivera och tunna ytskiktet är med ytan i kanalen och hur man fräser ventilsätena.
Toppar ser ju olika ut och kanalerna svänger olika och beroende på kanalens svängning så hamnar minsta arean antingen under sätet eller strax innan ventilstyrningen.
De flesta 2 ventilstoppar svänger så pass att det är bäst att ha minsta arean under ventilsätet och sen tryckåtervinna förbi sätet och ut i förbränningsrummet.
Rakare 4 ventilskanaler kan börja tryckåtervinningen vid styrningen men man måste vara försiktig med areaökningen, max 7 grader total vinkel.
Många gånger tjänar man på att plasta i taket bakom styrningen så att man håller ner areaökningen på 4 ventilstoppar.
Tryckåtervinningen är den svåraste biten att få till i toppen.
Det som händer när en topp stallar, slutar att flöda mer är att luften släpper från ventilsätet i kortradien och bildar en vak mellan ventilen och sätet.
Luften vänder inte nere vid sätet utan först uppe vid ventilen medan området under inte vänder någon gas.
Om vaken ökar mer i area än ventilfönstret vid mer lyft så stannar eller tom. minskar flödet.
För att undvika att få en vak får man vara försiktig med hur mycket man tar upp förbränningsrummet på raka vägen för luften sidan.
Oftast tändstiftssidan, sidan efter långa radien.
Och man måste minska arean och öka hastigheten genom hela svängen.
Alla har nog hört att man ska lägga kortradien för att få luften att svänga.
Det man då gör är att öka arean mer ju längre man kommer från sätet.
För att få till en kanal som konar ner hela vägen är det viktigt att inte sätta i onödigt stora ventiler.
Man räknar ut kanalarean, sen räknar man om den till en diameter.
Den diametern genom 0,88-0,90 ger ventildiametern för 45 graders ventilsäten.
Säg att man räknat ut en minsta area motsvarande 40 mm, då ska ventilen vara mellan 45,5 och 44,5mm.
Om man tycker att man har plats för en 50mm:s ventil i förbränningsrummet så får man 2,25mm mer på kortsidan som luften måste svänga med
samma 40mm minsta area och en väldigt kort bit för en stor expansion förbi ventilsätet.
En 2 ventilstopp blir inte en 4 ventilstopp för att man ökar ventilarean med en stor ventil.
Ventiler har samma mantelarea som tallriksarea vid ett lyft motsvarande 25% av diametern.
Vilket innebär att 50mm:s ventilen måste lyfta 12,5mm för samma area medan 2st 35,35mm:s ventiler med samma tallriksarea bara behöver lyfta
8,4mm för att nå sina 25% lyft.
Det är 4 ventilsmotorns stora fördel, mindre lättare ventiler som ger samma effekt vid mindre lyft och mindre duration.
bara ventilmekanismens lägre vikt möjligör högre varv och att man inte behöver lika aggresiv kam hjälper också varvtåligheten.
För att sammanfatta, kanalen ska vara som störst där den börjar för att sen kona ner mot minsta arean och efter det öka i area förbi sätet ut i förbränningsrummet.
Kanalformen bestämmer var minsta arean hamnar.
Kanalen ska gå ner i area genom svängar om de inte är väldigt små som i raka 4 ventilskanaler.

Erland
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

Nästa del i tryckåtervinningen efter ventilen är förbränningsrummet.
Förbränningsrummen har olika form, värst är de som är helt platta.
Helst vill man ha så hög vinkel som möjligt efter ventilsätet och bara 5 till 10 grader mindre vinkel än sätet.
Förbränningsrumets form bestämmer om man inte har tänkt sig att svetsa om det.
I ett bra förbränningsrum sitter ventilerna försänkta och ventilsätena har långa toppvinklar.

Bild

Bild

Bilden ovan kommer från Superflows manual som jag länkar till nedan.
På sidan 85 börjar avsnittet om flow bench applications and teqniques, nåt jag en gång började min långa väg mot förståelse med att läsa.

https://superflow.com/wp-content/themes ... Manual.pdf

Erland
Senast redigerad av Erland Cox den tis sep 14, 2021 10:37 pm, redigerad totalt 1 gånger.
Erland Cox
Topplocks-guru
Inlägg: 6965
Blev medlem: mån okt 15, 2007 10:00 pm
Ort: Lund
Kontakt:

Re: Planering av motorbygge

Inlägg av Erland Cox »

Insugningstakten börjar med att avgas drar ett undertryck på insug under överlapp men jag återkommer till det.
Insugningskanalen har olika krav på flöden och areor under sina 3 olika faser.

Bild

Under överlapp vill man tömma förbränningsrummet och spola rent med friskgaser.
På en racemotor är det OK om en del friskgaser åker ut i avgas men det får inte bli för mycket.
Det ovan gör att max effekts lamdavärdet skiljer mellan motorer.
Trycket avgas drar på förbränningsrummet under överlapp ska vara kvar tills kolven tar över pumpningsarbetet.
Avgas måste stänga tillräckligt länge efter TDC för att kunna fortsätta att dra på insug och insug får inte flöda så bra
att man tappar undertrycket i förbränningsrummet för då stannar flödet i insug och måste dras igång av kolven igen.
Detta är nog den viktigaste och svåraste delen att få till på insugningssidan.
Om man bygger undertryck i cylindern från innan TDC och bibehåller det undertrycket tills kolven börjar dra så har man lyckats med insug överlapp.
Nästa fas är insug pumpning där kolven ökar hastigheten och drar ner trycket i cylindern tills max kolvhastighet mellan 70-75 grader efter TDC.

Bild

Som man kan se på bilden ovan så minskar undertrycket i cylindern efter max kolvhastighet vid ca 430 grader, 70 grader efter TDC.
Det som händer efter detta är efterfyllnaden som beror på gasens kinetiska energi och det kvarvarande undertrycket i cylindern.
Vid BDC så är cylindertrycket redan atmosfäriskt och flödet hålls igång av kinetisk energi på gaserna och den reflekterade tryckpulsen
från insugningskanalens ände.
I diagrammet når tryckpulsen och trycket från ramningen mot den allt mindre arean på den stängande insugningsventilen ca 1,6 bar
en stund innan insugningsventilen stänger men man kan också se att tryckskillnaden mot cylindertrycket inte är särskilt stor från BDC.
Innan insug stänger så passerar cylindertrycket trycket bakom insugningsventilen.
Den kinetiska energin och trycket från pulsen håller igång flödet åt rätt håll om allt är dimensionerat rätt.
Dynomation kan visa flöden under olika gradtal så jag ska titta på det.
Jag vet inte hur bra det här tryckdiagrammet stämmer men man tager vad man haver, hittade inget annat.
En sammanfattning.
Insug överlapp sänker trycket i cylindern och drar igång flödet i insugningskanalen.
Insug pumpning där drar kolven upp farten på gasen och skapar ett undertryck och en hastighet som tillsammans med
pulsreflektionen ska ha tillräcklig energi för efterfyllnad och ramning.
Insug ramning. Ju mer energi man kan få här desto bättre.
Här ser man att insugningskanalen skulle vilja ha olika area och flöde i princip för varje grad av kolvrörelse, inte enkelt.
Så man får dimensionera insugningskanalen så att man inte överstiger maxhastigheten som toppen klarar vid
varvtalet för max effekt vid max kolvhastighet.
Riktigt bra toppar klarar 0,625 Mach, det har inte bara med gashastigheten att göra utan med våtflöde också.
Men det är ett avsnitt helt för sig själv. Inte bara gasen ska kunna svänga, bränslet ska göra det med.
Där gäller det att inte överskrida vissa hastigheter över korta radien, återkommer till det.
Nästa avsnitt blir hur man räknar ut kanalarean.
Några frågor om detta?

Erland
Skriv svar