Val av vevstakslängd

[Bonje]

Motorn är en BMW M42 (16V 4:a på 1,8l) Original borr/slag 84/81 mm med 140 mm stakar.

Motorn är strokad till två liter med en M47 vev som har 88 mm slaglängd.
Idag har jag 1 mm planat block, 135 mm stakar och 10:1 kolvar med 32 mm komphöjd som vänder vid blockkanten.

Det var några år sedan jag valde komponenter till bottendelen och tänkte helt enkelt inte på möjligheten att fortsätta använda 140 mm långa stakar men kolvar med lägre komphöjd.

Nu har jag börjat fundera på det här igen.. Göra i ordning ett nytt block, använda 140 mm stakar och köpa kolvar med 28 mm komphöjd. Det blir bättre geometri och bara fördelar tänkte jag..
Men sen fick jag höra saker som: att med låg komphöjd kan kolvbulten lättare nypa, motorn blir spik känsligare i låg mellan registret med längre stake då kolven ”står still” i topp längre tid än med kortare stake.

Motorn är sedan tidigare bromsad till 615 hp @ 1,6 bar vid 7100 rpm (med lägre komp, elakare kammar och SC61 turbo) Varvstoppet vad då satt vid 7500 rpm.

Motorn idag: Smidd M47 vev, 135 mm stakar och wiseco 10:1 kolvar.
Toppen är portad av Bäckis. Z27 kammar med 268 graders duration och 10,9 mm lyft.
Pulssplitt grenrör med en Palm preppad HX40. Separata spjäll och egen byggt plenum. Bränsle e85. Motorn är inte bromsad än, men hoppas på runt 600 hp igen och framför allt bättre mellanregister.

Jag och en kompis har tillsammans ett M42 projekt där vi ska prova serie överladdning.
Om det fungerar bra kommer det bli ett grymt register, och jag kommer förmodligen vilja bygga serie laddning i min egen bil.

SÅ! Utifrån det här, hur skall jag tänka angående längd på stakar om jag ska bygga om motorn?
Några kloka tips från folk som förstår sig på sånt här vore väldigt tacksamt.

[Kökarmicke]

detdär borde inte bli något problem sku jag tycka? Du hamnar på nästan samma vevstaksförhållade som jag har i min volvomotor, ca 1.59 får du. Jag åker med 93.2mm vev och 147mm stakar, kolvar med 26.4mm komphöjd och runt 9:1 i komp. Gav 900hk vid 2.2 med 71mm turbo.

[Big Al]

-

[Erland Cox]

Det där med att verkningsgraden ökar när kolven står längre vid TDC skulle jag vilja ha en förklaring på.
Inte av dig Big Al utan av någon högskolestuderande som kan förklara teorin exakt.
I verkligheten stiger ju trycket lätt ovanför knackningsgränsen om inte förbränningsrummet öppnar
upp area tillräckligt fort. Tar man inte hänsyn till det i denna teorin?
Ju mer motorn varvar vid högt medeltryck desto mindre spikningsbenägen blir den eftersom trycket inte hinner
stiga för mycket. Om man kör kort stake på en turbomotor så är cylindertrycket mycket högre än på motsvarande
sugmotor så man kan varva mer innan ringen släpper så för den skull är staklängden inget problem.
Viktigt är att kolbulten sitter mitt i kolven eller högre så att det inte blir byrålådseffekt mellan kolv och cylinder.
Kortare stake ger mer sidokrafter mot cylindern men finns det fler nackdelar?
Hurdant vevstaksförhållande har egentligen en Diesel turbomotor?

Erland

[Kadett4wd]

Nu får jag inte svara,, men struntar i det.

Det gäller 'std' motorer med gällande avgascertifiering, där vill man ha så hög verkningsgrad (komplett förbränning,för att minska oförbrända kolväten) som möjligt och har då goda marginaler mot tryckstegringar.
Man har laddtrycksstyrning,samt knacksensorer för att kunna ligga närmre gränsen.
Man har noggrant testat fram wastegates etc etc för att ha bra kontroll på laddtryck, ISO standarden för ABB till exempel är att deras 'brytare' ska hålla 10000 manövreringar, och då är det tonvis med kraft som släpps loss.
Jag vet att ISO standarden för kvalitetstestande ligger nån klass högre än ABB´s då jag tidigare tillverkat detaljer till fordonsindustrin.
Så även fast grejerna ser billiga ut i motorrummet gentemot en HKS/Tial wastegate så är den långt bättre i kvalitet.

Snöade in lite på laddtrycksstyrning för att ge exempel, nog så viktig parameter för att kunna ha kontroll på trycket.

[henrik]

Förlåt offtopic , men var har ni mätt dessa effekter, finns det papper.

[ottoturbo]

http://www.stahlheaders.com/Lit_Rod%20Length.htm" onclick="window.open(this.href);return false;

[Big Al]

-

[Erland Cox]

Jo men den värmen ger självantändning så fort man går över ett visst medeltryck.
Det som är bra i teorin fungerar inte under alla förhållanden i praktiken.
De flesta som tävlar i EMC har valt korta stakar för att slippa spikningar på de låga
varv det handlar om, 2500 till 6500 varv och medeleffekt har jag för mig.
Det är alltid både fördelar och nackdelar med saker som man får väga mot varandra.

Erland

[gegge]

I simuleringsprogram blir cylinderväggslitage och andra gradens kolvrörelser obetydliga vid några millimeter kortare vevstake vid normala varvtal. Kuriosa är att slagvolymen ökar med kortare vevstake. Det som jag personligen tycker är mest intressant med kortare vev är två stora fördelar; kortare tid vid TDC och större vinkelskillnad mellan vevstake och vevaxel vid förbränningen. Det ena minskar risken för spik och sänker det maximala cylindertrycket. Den andra ger högre vridmoment vid samma cylindertryck( dock har kolven sjunkit längre ner med kort vevstake så trycket blir lägre). En kort vevstake rör kolven snabbare i första fasen av förbänningen och långsammare under andra hälfen. En turbomotor har ungefär samma cylindertryck under första fasen som en sugmotor, men har betydligt högre "resttryck" som man skulle kunna dra fördel av med en kortare vevstake. En kort vevstake drar hårdare vacuum än en lång under den viktiga fasen vilket ger högre flöde vid samma lyft på låga varv men ställer krav på toppen vid höga då elasticiteten på luften gör att sugeffekten faller. Offseten i kolven kan få snarlika effekter som lång/kort vevstake.

Det som är skit med kortare vevar är kolvar med hög kompressionshöjd vilket blir onödigt tunga, och riskerar att att få tyngdpunkten ovanför kolvbulten. Dessutom riskerar man att förstöra förbränningsrummet som flyttas ner i cylindern då squishytorna försvinner. Stroka veven eller decka blocket vore snygga lösningar.

Skulle nästan säge att längre vevar fungerar i högvarviga sugmotorer och korta i turbomotorer.

[Erland Cox]

Hur kan slagvolymen öka? Avståndet mellan TDC och BDC är ju fortfarande det samma.

Erland

[gegge]

Ber om ursäkt för den. Blandade ihop vevstakar och (kolv/cylinder)offset där. Med kolvoffset får man en större slaglängd - kolven går djupare på den sida som har större offset jmf BDC, i normala fall runt någon promille. Mest akademiskt intresse. Men om cylindern inte är centrerad till vevaxeln blir faktiskt skillnaden tio gånger så stor dvs ett par procent. Vill minnas någon crosshoj om ser ut så. Om man skulle förskjuta cylinderloppet lika mycket som halva slaglängden hamnar inte kolven maximala hastighet runt 70°-75° ATDC utan 90° vilket gör jobbet lättare för kam och topp, dessutom suger den hela vägen till 25° ABDC. Värt att tänka på. Kanske skulle borra loppen snett nästa gång...

Men jag fattar inte hur VR6 motorn fungerar som har stor offset på bägge sidor. Kam och tändning måste se konstig ut om inte loppen är snett borrade och centrerade till vevaxeln.

[Bonje]

Jag får börja med att tacka för hjälpen!

Jag tolkar det som att i de flesta fall så överväger fördelarna nackdelerna med en längre stake.

Nu har jag redan en fungerande motor, men den dag det ev. bli aktuellt att smälla ihop en ny bottendel så lutar det åt längre stakar.
Jag hade beställt grejor redan idag om det inte vore för att jag vill veta hur serieladdningen kommer fungera.. Funkar det bra, då kommer jag bittert ångra att jag redan köpt 10:1 kolvar när jag står där och vill bygga serieladdning även till min bil. Jag tror det blir en mindre lyckad kombination med så högt komp tillsammans med mycket laddtryck.
Det lutar år att vi beställer kolvar för 8,5:1 i kompressionsförhållande till den.

[Niklas Sandström]

Men jag fattar inte hur VR6 motorn fungerar som har stor offset på bägge sidor. Kam och tändning måste se konstig ut om inte loppen är snett borrade och centrerade till vevaxeln.

VR6 Motorn har loppen centrerade mot vevaxeln med 15 graders vinkel mellan bankarna.

[Big Al]

-