B20 turbo dragster (långsamt mot snabbare 2019)

[larsat]

norrback "För att ligga bra till skall man ha max en obalans på 3g på 25.4mm vid båda planen. En volvo axel är okej men den går nog att göra bättre, iaf. i min balanserare. Runt 10g är okej för standard motorer." Detta gäller alltså vevaxlar?

De värden jag skrev ovan var räknat på ett svänghjul, 1-plan, vikt: 10kg, 4" (10cm) korrektionsradie och 8000rpm.
Jag får då 0,12-0,75g nogrannhet beroende på toleransnivå.
Jämför men detta med ett likadant svänghjul på 5kg, blir det 0,06-0,37g men det är ju bara för svänghjulet isf, räknar man till lamell och tryckplatta är man uppe någonstans runt 10-20 kanske 25kg med en sachs 240mm tryckplatta t.ex.
Då blir det 0,3-1,87g helt plötsligt..
Den lägsta toleransnivån jag räknat på är motsvarande för elektriska prylar, jag kan tänka mig CPU fläktar och liknande, mer noggrant än vad en turbo-impeller/turbin är balanserad om den vore lika stor och med samma vikt.

Hur många balanserar ett helt vevparti vev, svänghjul, lamell, tryckplatta, ner till 0,12g i bakre planet t.ex. skulle inte tro nån gör det men det går säkert, frågan är sen om man kör en sässong och balanserar om igen vad man får då pga slitage i kopplingen m.m.

[larsat]

norrback, vid 3g på 1" korrektionsradie (i båda planen), 8000rpm får jag fram att veven kan väga 127kg om det är balanserat enligt bästa valbara toleransnivå "Top Grade", tar man nästa grad motsvarande impeller så kallad; "Precision Grade" blir det 50kg och för "General Grade" blir det 20kg.
Ska man ha Top Grade, för 20kg vevaxel blir det runt 0,5g.
Skillnaden mellan Top/General Grade vid 3g är 3/19g, och för Top/Precision Grade 3/7,5g
samt skillnad Precision/General Grade vid 3g = 3/7,5g även där, om man ska jämföra mot de 10g för "standard motor" du skrev.
Dina siffror verkar stämma rätt bra med de värden jag får fram och då stämmer antagligen även siffrorna jag räknade för svänghjul.

[The]

Grejen med en standardpryl är att den är just standard. Även om den är stadig och ett bra utgångsmaterial så är den inte perfekt.
När man tillverkar en produkt har man en tolerans som man sätter utifrån många faktorer t.ex kostnad, säkerhet, livslängd etc etc.
Detta innebär att på t.ex en produktionsvevaxel så väljer man en tolerans som gör att den kommer att uppfylla de krav man har på en produktionsmotor, så med andra ord balanserar man den inte för att någon galning 30-40 år senare ska plocka ut 600hk vid 8000rpm.
Visst fungerar det om man har tur att få tag på en bra men som med allt annat är det oftast billigare i längden att bygga rätt och med delar som håller. Att spara in en tusenlapp på en vevaxel som går av och raserar resten av motorn är ju inte direkt ekonomiskt.

Balansering av vevaxlar

Vi reder ut en del av begreppen här samt tittar på lite andra intressanta saker kring det här temat med vevaxlar och balansering av dessa.

Ändamål:
Balansering görs på de flesta axlar både inom konventionell industri och bilindustrin i någon form och tolerans. Detta för att förebygga material och lagerhaveri, samt att förlänga en motors livslängd och få en vibrationsfri gång. Sen att få den där fina mjuka gången till en hot-rod motor eller en annan klassiker är inte fel. När vi lämnar in en vevaxel för balansering har vi kanske ändrat på roterande vikter som exempelvis kolvar eller vevstakar, eller så vill komma åt finare toleranser på trimmade motorer. Balansering bör inte underskattas då även mindre obalans ger upphov till vibrationer, och dessa vibrationer utökar sig med varvtalet. Med andra ord, dubbla hastigheten och obalansen fyrdubblar sig. Obalansen blir en centrifugalkraft och trycker vevaxeln mot lagren under tiden den roterar och detta ger materialförstörelse, sämre gång och mindre hästkrafter!

Värt att veta om obalans:
En obalans på endast exempelvis 30 grams vid en radie på 4" genererar ett utslag på ett roterande axel lika med 1.165 kg centrifugalkraft vid 7.000 rpm. Något att tänka på!

ISO-toleranser:
Obalans mäts i vikt mot längd i ounches/inches, eller konverterat till gram/inches. ISO-standarden heter för balansering av förbränningsmotorer. En notering, vikten på vevaxeln har också betydelse angående toleransen.
G-6.3 för racingmotorer.
G-16 for normala standardmotorer.
Industristandarden för vevaxelbalansering är följande enl. ISO:
Standardmotorer.............0.5 ounce/inches ( 14.17 gram/25.4 mm )
Racemotorer...................0.2 ounce/inches ( 5.67 gram/25.4 mm )
NASCAR.........................0.1 ounce/inches ( 2.83 gram/25.4 mm )
1 ounce = 28.35 grams
1 inches = 25,4 mm

Obalans vs centrifugalkraft:
I ett roterande element som exempelvis en vevaxel när den är i rörelse skapas en centrifugalkraft. Själva obalansen = massan är alltid den samma, men den ges en ökad verkan vid varvtalet. En formel är följande ; rpm ändring X rpm ändring, så 10 X 10 = 100. För 1.000 rpm ökat till 10.000 rpm, det blir då 2 X 2 för 1.000 rpm ökning till 2.000 rpm. 1 gram per 1" radie vid 1.000 rpm är vid 10.000 rpm är 100 gram. Ang centrifugalkraften är den 28.42 gram vid 1" radie vid 1.000 rpm, och vid 10.000 rpm är den 2.842 gram. Vid 188 rpm ger 1 gram per 1" radie = 1 gram i centrifugalkraft. Detta kan verka mycket, men lager, oljefilm och svängningsdämpare hanterar detta mycket väl och axlar är konstruerade att tåla ett viss kraft. Om man betänker att det uppstår tusentals Kg vid förbränningen får man en inblick i vilkas krafter som är i omlopp i en motor. Har man däremot en större mängd obalans kan följderna bli katastrofala.

Balanseringsmaskiners rpm:
I en balanseringsmaskin använder man ofta 500-800 rpm på en V8 axel med bobvikter monterade. Vissa maskiner har högre varvtal upp till 1.000 rpm eller mera, och med en fin rak och rund axel kan man varva uppåt 1.000 rpm utan bekymmer. Detta är dock inget krav för en utmärkt läsning även under 500 rpm. Om man betänker att man kunde varva samma varvtal som just den axel kommer att arbeta inom, skulle man komma att se ändringar av obalansen som från exemplet ovan. Nu går detta inte säkerhetsmässigt att varva "fullt ut" i en balanseringsmaskin, och det ger ändå ganska små siffror i skillnad. Man brukar vanligtvis kalibrera en balanseringsmaskin vid 5-600 rpm. Detta är utprovat erfarenhetsmässigt sen långt tillbaka. Men notera att det råder en stor skillnad på olika maskiners noggrannheter på marknaden!

Termer för obalans:
Inom branschen används termen 1-2 gram ofta. Med detta menas denna obalans vid en radie av ca: 3.5" som är normalt för en V8 vevaxel. 1.5 gram multiplicerat med 3.5" = 5.25 gram, runt ISO-nivån alltså för racing som ligger 5.67 gram/25.4 mm radie. Att man nämner 1-2 gram är bara för att det "låter bättre" än 5.67 gram. Egentligen kan man nämna obalans inom vilka termer som helst. Mått som ounces/inches, gram/mm, men det generella numera är att tala om gram/inches. Obalansen är alltid den samma oavsett vilken radie man talar om, men massans vikt som obalans varierar med radien. Man talar dessutom ALDRIG om "balans" utan ALLTID om "obalans"!

Urborrning av massa:
Ju längre radiellt utåt från 1 tum, ju mindre mängd obalans måste borras alternativt läggas dit för att nå ISO nivån som räknas vid 1" radie. Talar man om en känd obalans vid 1" radie får man dela den med den aktuella radien man ska borra ur på. Har man då exempelvis 10 gram vid 1" är detta då = 2.85 gram vid en radie på 3.5". I PC-baserade moderna maskiner finns inlagda radie kompenserade borrtabeller i mjukvaran för hur mycket man ska borra för att få bort dessa eventuella 2.85 gram. Man kan också välja i programvaran om man vill ha med borrspetsen eller ta bort den beroende på om man borrar i ett befintligt hål eller direkt i motvikten. Man bestämmer även materialets densitet och borrdiameter, och programmet visar sen hur djupt man ska borra och var nånstans på motvikten. Man kan givetvis använda traditionella vikttabeller om maskinen är äldre och har analogt system. Utan radie kompensering måste man ta hänsyn till borrdjupet inte kommer att stämma. Borrar man axiellt behöver man borra mindre än radiellt.

Balanseringsstrategi:
Vid mindre obalans då motvikten ligger i sådant läge att man inte kan borra i den finns en del tricks att få "runt" motvikten igen. Man kan borra i de inre motvikterna längst ut på dess kant, så vid lite tur kan man få "runt" de yttre motvikterna. Man kan också borra i hålet i vevlagertappen. Många vevaxlar är ythärdade och har hård yta, så det är svårt att borra. Ett måste i så fall är specialborrar. Vevaxlar som inte har hål invändigt i vevtappen kan man i så fall borra upp, men man måste se upp med dom invändiga snedborrade oljehål kanalerna i så fall. En stabil fixtur är ett måste vid den här typen av arbeten. Man kan även slipa runt vevlager tappens smidda del, men det är tidsödande att slipa undan även en liten del material. Tungmetallmontering är den enklaste metoden i de flesta fall om man pratar om en V8 axel. En notering, om man vill kan man också minska bobvikten tills motvikten svänger om i borrläge. Detta medför då att man måste lätta på någon del i de roterande delarna. Men notera att exempelvis "bara" 10-20 gram är mycket att ta bort i en kolv, eller svarva ur en kolvbult. Ett tips angående borrning i motvikter på ythärdade vevaxlar är att borra med en mindre borr först för att öppna upp för borrens kärna i centrum, då går det lättare. I moderna maskiner kan man lägga in max djup och på så sätt dela upp till flertalet hål om så är i valfri diameter, beroende på upplägget för borrningen i respektive fall. Är planseparationen väl fungerande borrar man enligt maskinens rekommendationer.

Planseparation:
En MYCKET viktig del av programvaran i en modern balanseringsmaskin är den dynamiska planseparationen. I gamla maskiner när man tar bort massa på ena sidan av en vevaxel så vill den andra sidan gärna ändra sig, och så kan det hålla på i anspråk att "jaga obalansen" fram och tillbaka. I speciellt äldre maskiner med en okunnig operatör blir det lätt en massa onödiga borrningar i motvikterna. När man först börjar borra ur en motvikt enligt borrtabellen, om nu motvikten ligger i rätt läge från början, ska man inte borra mer ca; 90% av vad tabellen säger. Det är bättre att låta spinna upp axeln några gånger extra än borra ur för mycket. Man kan exempel nämna fel information till maskinen, som kan ge "drillassisten" ett fel utslag, som ex material, radie, borrdiameter etc. Tidigare var balanseringsmaskinerna 1-plansdynamiska, sedan var det 2-plans och nu har vi 3-plans dynamiska maskiner och något som gör dessa enormt mycket lättare för en operatör att arbeta med. 4-plans balanseringsmaskiner har en utmärkt planseparation. Se till att du jobbar med just en sådan!

Tunga överhäng:
Extremt tunga överhäng som exempelvis en big-block eller en lastbils kopplingspaket kan vara långt utanför hållarna i en balanseringsmaskin. Då bör eller kan man istället balansera dessa detaljer på en dorn mellan hållarna istället för att nå ett bättre resultat. Det kan nämligen bli självsvängningar och detta kan påverka den motsatta sidan av vevaxeln negativt. Man ska också se upp med vinda svänghjul som kan orsaka självsvängningar till motsatta sidan av axeln. Dessa ska helst rensvarvas så de blir raka.

Extrema toleranser:
Man kan relativt snabbt nå 1 gram vid radie på 3.5" med moderna maskiner, detta blir då 3.5 gram/25.4 mm omräknat. Mycket bra alltså, och nästan dubbelt så bra som racing ISO-standarden! Men enligt expertis är detta onödigt för en vevaxel i en förbrännings motor för det finns så många faktorer inblandade, speciellt i bob vikts balansering. Det går även att komma ner till delar av gram vid en radie på 1" under rätta förutsättningar på en vevaxel, men då handlar det mest om egen underhållning. Detta ställer då höga krav på rundnoggrannhet samt rakhet av en vevaxel. För industriändamål kan det däremot vara mycket små toleranser som kan gälla som exempelvis för impellrar eller andra lättare axlar som har höga varvtal. För att nå de finare toleranserna bör varvtalet i en balanseringsmaskin vara så högt som möjligt. Dock är 400-800 rpm normalt för en V8-axel. En del maskiner går att ställa högre och detta kan man då göra vid de rätta förutsättningarna. Det finns mycket noggranna mindre balanseringsmaskiner som tar axlar under 10 kg i extremt höga varvtal ner till små delar av ett gram, men då är vi ur ämnet lite här om vevaxlar. Ren fakta, att nå ett par gram vid radie 1" har inte varit något problem sedan 50-talet faktisk, men det tar betydligt längre tid i äldre maskiner. En notering angående detta är att äldre maskiner kan visa låg obalans, men har inte upplösning helt enkelt att visa rätt.

[norrback]

norrback "För att ligga bra till skall man ha max en obalans på 3g på 25.4mm vid båda planen. En volvo axel är okej men den går nog att göra bättre, iaf. i min balanserare. Runt 10g är okej för standard motorer." Detta gäller alltså vevaxlar?

japp, om man skall vara riktigt noga så varierar det med vikten på axeln. Men är man under 3g på 25.4mm så är dom flesta OK, om man har nån jätte lätt axel så bör man gå lägre har man en tung så kan man lämna den på lite högre.

/Andre'

[PerAage]

B23ET



Riktiga veven

Har öpnat 3 B21ET motorer utan å finna veven vi söker, så den finns tydligen bara på vissa B21ET'or.

Håppas den inte måste slipas.
Mvh
Per-Åge Nygård
Team Volvo Dragster

[PerAage]

Som dom motorkillar vi är, lever fotbollerna inte länge....

Øystein och Marius



Vi planerade lite grejer före sesongen. Nytt testgrenrör för å kolla om kortare och tunnare rör är bättre, just nu har vi 48mm stålrör, som är kring 43 innvändigt och dom är lika långa och pulssplitt. Längden från ventil till turbinhjul är 140cm!!!

Dels vill vi ha 39 innvändigt och typ hälften så långa rör, (som Alla andra åker med), dels sparar man vikt (rostfritt).

[PerAage]

Nu funkar vårat rör bra, men många talar om för mycket mottryck och för stor diameter. Vi vil kolla om våra teorier kan förbättras eller om långt är bäst. Det passar tydligen bra för gatan, men inte för en racemotor som skal prestera max imellan 6000-8000varv.??!?
Krister Adeen och kolfiberkillarna kjör ju korta rör, och det funkar ju bra beviserligen, så hur stor skilnad kan det bli?

Vad tycker folk som Janne Lundin och kadetten?

Mvh
Per-Åge Nygård
Team Volvo Dragster

[Kadett4wd]

klart det funkar.
Men det kan kräva annan setup av kamaxel samt turbo än vad som funkar med långa rör.

Kortfattat, man vill behålla farten på gaserna hela vägen genom turbin, undvika onödiga area/volymökningar.
Mjuka fina böjar med så stor radie som möjligt samt undvika 90graders böjar i allra största mån.

Kamaxelmässigt,, det är svårare att rekomendera nåt då jag inte skruvat allt för mycket B20 genom åren, var typ 20 år sedan
Men,, öpnna halvtidigt och stänga halvtidigt också på avgas.
Mao avancerad nockvinkel på avgas.
För att nyttja lite mera energi ur 'blowdownfasen' till att tömma cylindern effektivt, högre tryck på gaserna = mera fart på gaserna och samtidigt hårdare pulser att leka med för att stämma av grenröret.

Obs!.. jag hoppas du kör med högoktanigt bränsle?

[larsat]

Hur ser man att det är den "riktiga" veven? Vad skiljer dom åt?
Inte samma i B23A o B23ET t.ex? Har några vevar liggandes, men nerpackade just nu.
Lycka till med nya grenröret!

[PerAage]

Larsat: Dom här hacken finns inte:


Kadetten; så om motoren funkar bra med nuvärande nockvinkel, kan ett nytt rör ställa till det?
Vi kjör 103 grader nockvinkel med dom långa rören vi har nu. Enligt Erland ska man ha hög nockvinkel på långa rör och låg (som vi har nu) på korta rör, men ventiltider respektivt ÖDP är vad som spelar inn. ? Vi tänker hälften så långa rör, 70cm.
Kammen är en vass sugmotorkam. Spesialslip på 330 grader., så kanskje inte något å hänga et kort och trångt rör efter?
Mvh
Per-Åge Nygård
Team Volvo Dragster

[larsat]

Du menar utbuktningen/randen på motvikten? Nej jag tror inte de finns på de B23A vevar jag har, får kika på det senare.
Har en B21ET motor också som står, kan kika i den.
Vad menar du skulle skilja vevarna åt då, olika tillverkare?
Om ni har grenrör med 140cm långa "rör" nu kan ni ju göra ett kortare grenrör utan att det skulle bli "kort" för det
Hunchback racing eller vad dom heter, har kanske 40-50cm rör eller?

[PerAage]

Dom stora hacken ved sidan om vevtapp 1 och 4 funkar som brottanvisning vid svets-strokning. Axlar utan dessa har bulor utåt istället och går inte av, vad jag vet. Jag vil satsa på den då troligen kraftigaste axelen. För å passa i B20in svarvar vi ner för vevaxeldrevet, och fräser ur för sporkilen.

Kolfiber-PV'en har ju korta rör, vad jag vet hadde dom 101 grader nockvinkel i alla för när dom åkte med B21an.. Men Sören (eller var det Magnus) finns ju här på forumet, så dom får eventuelt kommentera.
Jag tror man eventuelt får se det ur et mottrycksperspektiv, och frågan är hur mycket mer energi (och behöver man den) får man fram till turbon med korta rör och mindre diameter? Man får ju mottryck med mindre diameter, troligen samma som dom långa med större diameter som vi har nu. Frågan blir om gevinsten blir i form av resonnans og fyllnadsgrad på vissa varv. Har inte längre software för å kjöra Fourier-analys på hur motoren vill uppföra sej.

B20in funkar rätt ok. När man ändå kan bromsa motoren, har man sjansen till å testa lite andra konsept för å se om något kan förbätras. Jag tror at grenröret kan bidra till mer toppeffekt. Bara interesserad i å se hur det kan funka ihop med nuvärande kam.
Mvh
Per-Åge Nygård
Team Volvo Dragster

[Kadett4wd]

Jag vill inte uttala mig riktigt vad som passar i nockvinkel, men vad jag upplevt kan man som du skriver köra liten vinkel.

men... jag vill avancera avgaskammen från det ändå.
ponera insugskammen sitter på 103 grader, då kan det funka bra med avgas på 105-108 grader på avgas.
Då blir det givetvis en specialslipning då alla nockar sitter på en kamaxel

Om man läser kaminställningar på många riktigt vassa mitsu evo´s så brukar avgas vara avancerad 2-6grader ungefär gentemot insug.
de brukar även ha grenrör runt 40cm långa på 1000hk+ maskiner.

[larsat]

"Dom stora hacken ved sidan om vevtapp 1 och 4 funkar som brottanvisning vid svets-strokning. Axlar utan dessa har bulor utåt istället och går inte av, vad jag vet. Jag vil satsa på den då troligen kraftigaste axelen. "

Förklara gärna mer, jag förstår inte
Är det hack på bilden ovan? (B23ET veven?)
Medans typ B21A B23A har buktning utåt?
Vad jag minns ser man bara lite gjutskägg där på motvikterna, och då menar jag nån halv mm hög o kanske 4mm bred?

[larsat]

Jag tror du menar tvärt om, att B23ET veven saknar hack på motvikt 1&4, när jag läser vad du skriver, men jag har då inte sett några hack på de vevar jag pysslat med, som t.ex. B20 vevarna har väll inte det? Tror inte jag har sett det på B23A heller, men jag kan inte svära på det..