العلاج التنفسي البافاري: تعزيز رأس أسطوانة BMW S54

سيكون من المثير والرائع أن نقول أنه منذ 20 عامًا، ابتكرت BMW طريقة لسحق هيمنة بورشه على فئة GT، باستخدام ذكائها فقط وستة محركات مضمنة، لكن هذا لن يكون هو الحال تمامًا.لقد لعب محرك S54B32 دورًا ثانويًا في محرك V8 سعة 4.0 لتر الذي تم الاحتجاج عليه كثيرًا، لكن هذه قصة أخرى.سيكون البيان الأكثر صدقًا هو أن S54 بشرت بنهاية السطر لعائلة M50 / S50 الصاخبة ذات الشفاط الطبيعي من سيارات BMW ذات الستات المضمنة.

لقد كان تصميمًا ممتدًا من بدايات القيادة الساخنة المعتادة: إضافة التجويف والشوط إلى المحرك القديم وإضافة التكنولوجيا المتاحة حديثًا في شكل Double VANOS (تتحدث BMW عن مراحل الكامة المتغيرة على كل من أعمدة الكامات العلوية المزدوجة، القادرة على التعديل خط مركز السحب من 70-130 درجة وخط مركز العادم من 83-128 درجة).أضف نتوءًا صغيرًا في الضغط (إلى 11.5: 1)، وأجسام الخانق الفردية، وأتباع الكاميرا المتأرجحة التي تتبع الأصابع، وDouble VANOS المذكورة سابقًا، وحوض الزيت الرطب ذو المرحلتين الداخلي، وهذه الميزة العالية الستة - أصبحت الأسطوانة شيئًا مميزًا جدًا في عام 2001 وما زالت حتى اليوم.

إن وجود قوة محددة تبلغ 104 حصانًا لكل لتر وخط أحمر في الستراتوسفير يبلغ 8000 دورة في الدقيقة لم يُسمع به خارج السيارات الإيطالية ذات المقعدين ذات المحرك الأوسط أو اليابانية ذات العجلتين.يظهر الجمال الحقيقي لهذا المحرك عندما تمزق هذا الوحش.تبدو مجاري السحب ذات التشكيل باستخدام الحاسب الآلي، وغرف الاحتراق المطحونة باستخدام الحاسب الآلي، وصمامات السبائك الكبيرة، وأدلة الصمامات البرونزية، وسبائك السبائك الصلبة النظيفة الكثيفة، في المنزل على محرك السباق أكثر من شيء خرج من خط الإنتاج.

تُقرأ قائمة الميزات هذه وكأنها خيال بالنسبة لمعظم أنصار آلة نحت الوادي التقليدية.لحسن الحظ، بالنسبة لبقيتنا، فإن خدمات ما بعد البيع تغذي حاجة أولئك الذين يحبون التعزيز منا.يبتهج المتسابقون والمتسابقون ومدمنو الهجوم الزمني بمجموعات كبيرة ذات توربو فردي أو بمجد منفاخ الطرد المركزي.إن الجمال الحقيقي لتعديل المحرك هو المكافأة التي تجنيها، عندما تتلقى هذه المطاحن ذات الكفاءة الحجمية العالية الطموح غير الطبيعي والتعديلات الداعمة المناسبة.سترشدكم هذه القطعة، يا عشاق القوة المطلقة، خلال عملية إعداد الطرف العلوي للحصول على قوة كبيرة عند التعزيز.

في البداية، سنقوم بتفكيك وفحص المسبوكات الأساسية.درهم وقاية خير من قنطار علاج هنا.إن تخصيص هذا النوع من الوقت والمال في فريق غير قابل للتطبيق سيكون خطأً فادحًا.على الرغم من أن S54 لا يتمتع بسمعة طيبة في التشققات، إلا أن قضاء الوقت في تنظيف سترات الماء وفحصها بصريًا واختبار الضغط يعد تمرينًا جديرًا بالاهتمام.

ما لا تعرفه يمكن أن يؤذيك ويؤذي محفظتك.من المهم للغاية اختبار صب رأس الأسطوانة بشكل كامل للتأكد من ملاءمته للقيام بالعمل المكثف والمكلف في المستقبل.

بمجرد أن تتمكن من اعتبار النواة قابلة للحياة، فقد حان الوقت لتقييم أهدافك.يتضمن هذا التصميم سيارة انجراف ذات هيكل E36، باستخدام كتلة قصيرة من BMW، يتم تغذيتها جميعًا بواسطة شاحن Rotrex الفائق بالطرد المركزي.يؤدي استخدام الكتلة القصيرة للمخزون إلى خلق معضلة صغيرة حيث لا يتم تخفيف المكبس الأصلي بدرجة كافية لتشغيل VVT الكامل عندما تكون هناك صمامات أكبر مستخدمة على جانب السحب.

بالنسبة لهذا التصميم، اخترنا صمامات سحب من الفولاذ المقاوم للصدأ بحجم OEM (35 مم) وصمامات عادم Inconel مقاس 31.5 مم (1 مم كبيرة الحجم)؛كلاهما في مجموعة تحويل الأخدود الفردي.يتطلب كل من أعمدة الكامات Schrick "الحث القسري" الأكبر حجمًا من VAC Motorsports واحتمال تقبيل محدد سرعة الدوران في المتسابق الانزلاقي التحكم المناسب في الصمام.تم استخدام مجموعة متينة من نوابض الصمامات المزدوجة عالية السرعة من Supertech Performance جنبًا إلى جنب مع مثبتات التيتانيوم ذات وزن الريشة المطابقة.

يستخدم S54 ذراعًا متأرجحًا فريدًا من نوعه لسيارات BMW ومتبعًا للأصابع مثبتًا على عمود متأرجح.يوفر هذا تسريعًا لفتح الصمام ومضاعفة نسبة الهزاز، ولكن وفقًا للبعض، يمكن أن يكون عنصر تآكل مثيرًا للمشاكل.لقد شهدنا نجاحًا في استخدام معالجة WPC على أتباع OEM المتأرجحين، على الرغم من أن البعض قد يختار طلاء DLC.

بعد أن تم وضع الأجزاء، يمكننا الآن التعامل مع قائمة الإجراءات التي سنغطيها في ورشة الآلات.على الرغم من أن مجرى السحب في S54 تم تصميمه بالكامل بواسطة CNC، إلا أن هناك مناطق صغيرة تحتاج إلى تحسين، مثل شكل المقعد وقطر الحلق الجيبي.منفذ العادم عبارة عن فنتوري عالي السرعة، مقسم، على شكل حرف D، مخصص للتخلص من الغازات المستهلكة التي يتم سحبها بشكل طبيعي، والتي تبلغ عدد دوراتها في الدقيقة.سيكون لعمل الملف الشخصي، مثل استقامة العداء، مكاسب هنا.لا تزال الواجهة الميكانيكية المعتادة للصمام لتوجيه تنطبق على نقل الحرارة، وختم الصمام، وطول العمر.ينبغي معالجة أدلة الصمامات S54s حسب الحاجة.

بعد تحديد ملامح المنفذ وتجهيزه، نسعى ببساطة إلى تنعيم علامات الأدوات الحادة في غرف الاحتراق.نحن نتحقق أيضًا من التوحيد الحجمي باستخدام السحاحة.يجب إيلاء اهتمام كبير لملف تعريف المقعد، نظرًا لزيادة حجم الصمام الموجود على العادم.يخدم مقعد الصمام غرضين متكاملين: تفريغ الحرارة من الصمام إلى الغلاف المائي، وتوفير انتقال المنفذ لتغذية غرفة الاحتراق بجونا المضغوط (والذي غالبًا ما يكون مبردًا بينيًا).

يمكن متابعة تحديد ملامح المقعد من خلال اللف اليدوي لضمان توافق واجهة المقعد مع الصمام بشكل صحيح.بمجرد فحص واختبار وظيفة الصمام، فإن الخطوة التالية هي طحن السطح وفحص الحافة حيث يقوم PCD الدوار بتجعيد "الستات والتسعة" للحصول على تشطيب فائق النعومة ومسطح.يتم إجراء فحص نهائي للجزء في هذه المرحلة قبل الوصول إلى غسالة الأجزاء.بمجرد حصولنا على أجزاء نظيفة ومناسبة، نقوم بضبط الصمامات.نحن نلتزم بمواصفات الشركة المصنعة للكاميرا وننتهي من التجميع النهائي من خلال الفحص النهائي.

قبل أن نقطع شريحة واحدة، نحتاج إلى تخطيط وقياس جميع أهدافنا.يبلغ حجم صمامات السحب والعادم 35 ملم و31.5 ملم على التوالي.هدفنا من السحب هو 85 بالمائة على الأقل من 35 ملم - أو على الأقل قطر الحلق 29.75 ملم في الجيب بين المقعد والمنفذ.هدف العادم أقرب إلى 90 بالمائة من قطر الحلق البالغ 31.5 ملم أو 28.35 ملم.

قد يلاحظ الكثيرون اتجاهًا للاهتمام بالعادم في هذا التطبيق؛دع هذا يؤكد أهميته للكفاءة الحجمية.ضع في اعتبارك أن المهندسين في ميونيخ أمضوا معظم وقتهم في عملية السحب.لقد قمنا بتركيب رأس الأسطوانة في آلة مقعد صمام Serdi واستخدمنا إدخالًا بنصف قطر محدب للعثور على قطر الحلق الخام.نحن بحاجة إلى هذا القياس قبل أن ننقل العدائين.إنه يوفر لنا القدرة على مزج علامات المعالجة أو اللحامات التي خلفتها الحلق الدوار أيضًا.

يساعد قطع المقعد الاستكشافي في تصميم جيب الحلق.في حين أن الحجم المثالي للحلق لا يزال موضع نقاش، فلا يوجد جدل حول أن تحسين نسبته هو عامل رئيسي في تحسين التدفق الإجمالي.

لا تتطلب المرحلة التالية أي سائل تخطيط أو كتابة.تم تصميم منافذ السحب بأخدود على شكل حرف O وسيكون العادم ببساطة كبيرًا بشكل كرتوني بحيث يتناسب مع الكاتب والمنفذ.وبالتالي، فإن الخبرة والتقدير هما مهارتان تخففان من حدة المطحنة الثابتة.

أكبر مناطق صنع الرقائق هي أنصاف أقمار منفذ العادم على شكل D.نقوم بطحن وتقويم وتضخيم الشكل ثلاثي الأبعاد.يجب ألا يكون ما يزيد عن 2 مم تقريبًا من إزالة المواد من جدران المنافذ كافيًا لمعظم التطبيقات الأقل تطرفًا من 1100 واط.تتلقى الحواف والفواصل الحادة في المدخول تجانسًا وثورًا باستخدام لفة خرطوشة بسيطة بسعة 80 حصى.

بمجرد تشكيله، يتلقى العادم 80 حبيبة رملية تليها 120 حبيبة رملية.نتابع ذلك ببعض التلميع المتقاطع الخفيف لإسقاط النسيج للتحكم في الكربون.تتلقى غرفة الاحتراق نفس التدليك النهائي مثل العادم، مما يؤدي إلى إزالة النقاط العالية ونتوءات الأدوات لمنع أي اشتعال مسبق أو توهج.

تطور منفذ العادم من متعرج إلى زلق.يحصل منفذ العادم على أكبر قدر من أعمال إزالة المواد وإعادة تشكيلها على رأس S54 المقدر له رؤية التعزيز.

يعد تحديد ملامح مقاعد الصمامات عملية أخرى يعتبرها الكثيرون "فنًا أسود".إنها في الحقيقة ليست أكثر من مجرد فيزياء وهندسة.تستخدم غرفة الاحتراق المدمجة سعة 33 سم مكعب في S54 شمعة إشعال مقاس 12 مم شائعة في الدراجات النارية لتناسب الصمامات المذكورة أعلاه.

من خلال التمسك بالموضوع المدمج، ولكن ذو تدفق الهواء العالي، اخترنا كلاً من قواطع المقاعد ذات الخمس زوايا والمقاعد نصف القطر، المتوفرة من Goodson Machine Supply.زودتنا كلا القاطعتين بمقعد صديق للأداء مقاس 1 مم، بزاوية 45 درجة، ومتزاوج مع قطع تم نقلها بشكل جيد، داخل وخارج الوعاء.

إذا كنت تستخدم صمامات من التيتانيوم أو تعمل بمستويات عالية للغاية من القدرة الحصانية، فيجب أن تفكر في مقعد مصنوع من سبائك النحاس مثل مولدستار 90 أو ما شابه ذلك (احذر من سبائك البريليوم المسببة للسرطان).نكمل مراقبة الجودة بمهمة اللفة اليدوية، باستخدام مركب البرسيم الناعم ذي الطراز القديم للتحقق من حلقة التداخل الخاصة بنا.كما أنه يوفر وجه صمام مكسور بشكل جيد لتجنب حدوث تغييرات أكبر في رباط الصمام.

تتفوق هذه الإجراءات فقط مع أدلة الصمامات الدائرية والمخلوصة بشكل مناسب.تتم معالجة هذه المشكلة على أساس الحاجة، عادةً من مراكز الصيانة ذات الأميال العالية جدًا وسوء الصيانة.دليل الاستبدال المناسب هو وحدة النحاس والمنغنيز المتوفرة من Supertech Performance.تذكر، في هذه الحالة، التركيز هو الملك.

بدون مثبتات شفة متشعبة في الطريق، نحن قادرون على تشكيل الحافة المستقيمة واللوح لحواف مشعب السحب والعادم يدويًا.إنه يوفر سطحًا أملسًا ومسطحًا للحشية الجديدة بين رأس الأسطوانة والمشعب.يتم بعد ذلك هز رأس الأسطوانة وتسويته بدقة قبل أن نزيل .002-.003 بوصة لكل تمريرة على مطحنة Rottler باستخدام ملحق PCD.وهذا يترك وراءه لمسة نهائية ناعمة وصديقة للحشية ذات الرأس النحاسي أو MLS في منتصف الثلاثينيات (Ra).يتم إزالة الحواف من الغرف وحواف المنافذ وحواف السطح الخارجي باستخدام ملف دوار ذو فلوت دهني قبل نفخ الرقائق للخارج.

آلة تسطيح Rottler المزودة بأدوات ماسية متعددة البلورات تترك لمسة نهائية مثل قوس قزح على سطح رأس الأسطوانة.

في هذه المرحلة، تكون عملية صنع الرقائق قد اكتملت وحان الوقت للتخلص من كدحنا وخراطتنا.يمكن لتنظيف الفرامل أو استخدام المذيبات — التي يتم تغذيتها بواسطة القش — والهواء المضغوط إزالة الحطام المزعج من الأماكن الضيقة.بمجرد أن تشعر بالأمان بشأن تلك الأماكن الضيقة، فقد حان الوقت لتشغيل قطع الألومنيوم اللامعة من خلال غسالة الأجزاء.

يوفر نوعان من الآلات التنظيف الأكثر فعالية: خزانات الرش المائي الساخن عالي الضغط أو الغمر بالموجات فوق الصوتية.في حالتنا، فإن العملية الأولى تشبه عملية غسالة الأطباق العملاقة التي تحتوي على المنشطات.بمجرد فركها بمنظف عالي الضغط وساخن وكاوي قليلاً، تتلقى مكونات الصب شطفًا من الماء من خرطوم صناعي وفوهة حتى يتم إخلاء بقايا الصابون.يتبع هذه الخطوات الهواء المضغوط لتجفيف أي رطوبة متبقية.

يعد التنظيف الدقيق الذي يتبعه فحص بصري شامل قبل النموذج خطوة حاسمة لا ينبغي إغفالها.

يتم بعد ذلك نقل رأس S54 إلى طاولة تجميع نظيفة ذات سطح طاولة مطاطي ناعم لحماية عملية الطحن الدقيقة من الخدش.هذا هو المكان الذي يبقينا فيه الدليل والخبرة على الطريق المستقيم والضيق لدقة الميزان أون بليس.نحن نفضل وضع الصمامات، ومقاعد زنبركات الصمامات، والينابيع، والمثبتات، وأقفال التحويل ذات الأخدود الواحد مرتبة على مقاعد البدلاء مثل التشكيلات المرتبة في ساحة المعركة.عندما يكون كل شيء في مكانه، فمن السهل معرفة ما هو مفقود، إن وجد.

هنا يمكنك رؤية صمامات السحب بحجم OEM مع طلاء النتريد الخاص بها، بالإضافة إلى صمامات عادم Inconel كبيرة الحجم مقاس 1 مم.إن مفتاح تحقيق مكاسب كبيرة في هذا التطبيق بالذات هو إخراج الغازات المستهلكة بأسرع ما يمكن وبأكبر قدر ممكن من الكفاءة.

إن نموذج رأس الأسطوانة لتحديد خلوص الصمام هو الخطوة التالية؛يمكنك أيضًا ضبط الصمامات الموجودة على المحرك إذا كان ذلك يناسبك.نجد أنه من غير المثير للأعصاب أن نطلب الرموش قبل الالتزام بحشية الرأس المثبتة.خلال هذه السلسلة من الخطوات، نستخدم نوابض فحص خفيفة الوزن بدلاً من النوابض المزدوجة عالية السرعة لتسهيل عملية التصميم.تذكر أن عدم الالتزام بإرشادات الضبط المناسبة قد يؤدي إلى حرق الصمامات، أو انخفاض الطاقة، أو وجود مجموعة صمامات صاخبة، أو نتائج محرجة أخرى.

يدعو Schrick Camshafts إلى خلوص الصمام بمقدار 0.25 مم (0.010 بوصة) من السحب والعادم للاستخدام مع طحنهم.تطلب BMW خلوصًا يتراوح بين .18-.23 ملم (.007-.009 بوصة) و.28-.33 ملم (.011-.013 بوصة) على المدخل والعادم على التوالي.بما يتناسب مع موضوع الدراجة النارية، تصنع Wiseco مجموعة رقاقات OD مقاس 8.9 مم لـ Husqvarna وKTM وHusaberg والتي تناسب أيضًا S54: P/N: VSK4.قد يكون أنتم الأصوليون أكثر ملاءمة لـ BMW P/N: 11340031525. إذا كنت (أو الميكانيكي الخاص بك) على الكرة أثناء قطع المقعد، فإن البدء في النطاق المتوسط ​​بسمك الرقائق سيكون جيدًا بالنسبة لك.

يعد عزم الدوران المناسب على أغطية الكامة أمرًا بالغ الأهمية لضبط رباط الصمام بدقة.القيام بذلك خارج المحرك يمكن أن يجعل الحياة أسهل جسديًا، وفي حالة مواجهة مشكلة، لا يتطلب الأمر منك إزالة رأس الأسطوانة من الكتلة.

تتلقى سيقان الصمام تشحيم مجموعة Torco على سيقانها ويتم فحصها مرة أخرى للتأكد من اتساق الملاءمة أثناء انزلاقها في موجهات الصمام.يتم تحميل مقاعد الصمامات الزنبركية على الجانب العلوي قبل النوابض ويميل الضاغط الهوائي إلى مثبت التيتانيوم.يحدث هذا 23 مرة أخرى حتى يتم تركيب جميع الصمامات والينابيع والمثبتات والأقفال.

يتم تركيب العمود المتأرجح بعد ذلك، وتجدر الإشارة إلى أنه في S54، يحتوي العمود المتأرجح للعادم على فتحة تزييت من المفترض أن يتم تغذيتها من معرض الزيت الرئيسي في الرأس.سيؤدي الفشل في محاذاة هذا الثقب بشكل صحيح إلى ظهور عمود كامات وأتباع مسطحين.يعد متابعو الأصابع نقطة خلاف بالنسبة للبعض الذين يترددون على الإنترنت؛سأتجنب أي خلاف من خلال الإشارة ببساطة إلى أن هناك ثلاثة أنماط مقبولة من متتبعات الأصابع للاستخدام مع أعمدة الكامات الأكبر حجمًا والتشغيل عالي السرعة في الدقيقة: متبعي Schrick Performance DLC (P/N: SCH-CF-S54-DLC)، OEM المطلي بـ DLC أتباع BMW (P / N: 11337833259، اتصل بـ Calico Coatings) أو أتباع BMW OEM المعالجين بـ WPC (P / N: 11337833259، اتصل بـ WPC Treatment).

تتميز أتباع الأصابع المعالجة بـ WPC بأنها ذات نسيج دقيق للاحتفاظ بالزيت ومشربة بمزيج خاص من معادن المعالجة السطحية الخاصة بـ WPC.

تعمل مواد التشحيم المدفوعة على تصنيع عمود كامات وشحم رافع ممتاز ومبتذل؛تأكد من تطبيق هذا بحرية على الفصوص ووجوه أتباع الأصابع.تأكد من وضع مادة تشحيم تجميعية أخف على الأسطح والمجلات التي تحمل عمود الكامات قبل تثبيت الأغطية والصواميل.إن مواصفات عزم الدوران وترتيبه متروك لك، لأنه إذا كنت تفعل ذلك، فيجب أن يكون لديك دليل بهذه المعلومات.

أشار الحساب إلى أننا سنكسب 2-2.5 رطل لكل بوصة مربعة من تعديلات التنفس إلى رأس الأسطوانة.استعدادًا لزيادة الكفاءة الحجمية، كان لدينا بكرات رئيسية أكبر ذات ستة أضلاع مقطوعة من الفولاذ ثم مطلية بالزنك لمقاومة الأكسدة.

في النهاية، أشار مستشعر MAP إلى زيادة قوية بمقدار 3 رطل لكل بوصة مربعة، مما تسبب في وصول منفاخ Rotrex إلى ذروته بين 14.5 و17 رطل لكل بوصة مربعة، اعتمادًا على الجو اليومي.أشارت الرحلات إلى حاسبة سرعة Rotrex Impeller إلى أننا قد نتجاوز قليلاً المكره C38-92.أدت التحسينات في التنفس إلى جانب البكرة الرئيسية إلى تحقيق مكاسب قدرها 156 حصانًا و 119 رطلًا من عزم الدوران.

هناك العديد من المكاسب في القدرة الحصانية التي يمكن تحقيقها في معظم محركات الإنتاج، حتى تلك التي تعتبر معقدة للغاية أو باهظة الثمن.إن الفن الحقيقي هو العثور على عتبة تناقص العائدات في كل نظام، قبل مواجهة هذا الجدار بالوقت والمال المستثمرين.آمل أن أعود إلى موضوع تدفق الهواء والحث القسري في سياق الستات المضمنة الحديثة في المستقبل القريب.وعندما يحين ذلك الوقت، سيكون هناك المزيد من البيانات لمشاركتها معك.

التنفس الأفضل يجلب خيولًا أكبر.هذا منحنى طاقة محسّن بشكل جذري للحصول على مزيد من الدعم ورأس أسطوانة أكثر كفاءة.

أنشئ رسالتك الإخبارية المخصصة بالمحتوى الذي تحبه من Turnology، مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك، مجانًا تمامًا!

نتعهد بعدم استخدام عنوان بريدك الإلكتروني لأي شيء سوى التحديثات الحصرية من Power Automedia Network.


وقت النشر: 12 يونيو 2020
دردشة واتس اب اون لاين!