Het zou sexy en cool zijn om te zeggen dat BMW twintig jaar geleden een manier heeft bedacht om de dominantie van Porsche in de GT-klasse te verpletteren, met alleen hun verstand en een zes-in-lijn, maar dat zou niet helemaal het geval zijn.De S54B32-motor speelde slechts de tweede viool van de veelbekritiseerde 4.0L V8, maar dat is een ander verhaal.Een veel juistere verklaring zou zijn dat de S54 het einde van de lijn aankondigde voor de gierende, atmosferische M50/S50-familie van BMW-inline-zessen.
Het was een ontwerp dat voortkwam uit het gebruikelijke hotrodding-begin: boring en slag toevoegen aan de oude motor en nieuw beschikbare technologie toevoegen in de vorm van dubbele VANOS (BMW spreekt voor variabele nokkenfasering op beide dubbele bovenliggende nokkenassen, in staat om de de inlaatmiddellijn van 70-130° en de uitlaatmiddellijn van 83-128°).Voeg daar een kleine compressieverhoging aan toe (tot 11,5:1), individuele gasklephuizen, vingervolgende tuimelaar-nokvolgers, de eerder genoemde dubbele VANOS en een intern gereinigd tweetraps oliecarter met nat carter, en deze hoogwaardige zescilinder cilinder werd iets heel bijzonders in 2001 en nog steeds.
Het hebben van een specifiek vermogen van 104 pk per liter en een stratosferische rode lijn van 8.000 tpm was ongehoord buiten Italiaanse tweezitters met middenmotor of Japanse tweewielers.De echte schoonheid van deze motor wordt duidelijk als je dit beest uit elkaar haalt.CNC-geprofileerde inlaatgeleiders, CNC-gefreesde verbrandingskamers, grote lichtmetalen kleppen, bronzen klepgeleiders en een zuiver, dicht massief aluminium gietstuk lijken allemaal meer thuis te zijn op een racemotor dan iets dat van de productielijn kwam.
Deze lijst met functies leest als een fantasie voor de meeste traditionele Ultimate Driving Machine-puristen met canyon-carving.Gelukkig voorziet de rest van ons in een behoefte van degenen onder ons die van een boost houden.Drifters, dragracers en tijdaanvaljunkies verheugen zich over grote single-turbokits of centrifugaalblower-glorie.De echte schoonheid van motoraanpassingen is de beloning die u krijgt als deze molens met een hoog volumetrisch rendement de onnatuurlijke ambitie en passende ondersteunende aanpassingen krijgen.Dit stuk begeleidt jullie, ultieme machtsduivels, door het proces van het voorbereiden van de bovenkant voor grote kracht bij boost.
In eerste instantie gaan we ons kerngietwerk demonteren en inspecteren.Een ons voorkomen is hier een pond genezen.Dit soort tijd en geld steken in een casting die niet levensvatbaar is, zou een enorme vergissing zijn.Hoewel de S54 niet de reputatie heeft van scheuren, is het een waardevolle oefening om de tijd te nemen om de watermantels schoon te maken, visueel te inspecteren en af te drukken.
Wat u niet weet, kan u en uw portemonnee schaden.Het is uiterst belangrijk om het gietstuk van uw cilinderkop volledig te testen om er zeker van te zijn dat deze geschikt is voor het dure, intensieve werk dat u moet doen.
Zodra u de kern levensvatbaar kunt noemen, is het tijd om uw doelen te beoordelen.Deze constructie omvat een driftauto met E36-chassis, gebruikmakend van een standaard BMW shortblock, allemaal gevoed door een centrifugale Rotrex-supercharger.Het gebruik van het standaard shortblock zorgt voor een klein raadsel, aangezien de originele zuiger niet voldoende ontlast is voor volledige VVT-werking wanneer er grotere kleppen worden gebruikt aan de inlaatzijde.
Voor deze constructie hebben we gekozen voor OEM-formaat (35 mm) genitreerde roestvrijstalen inlaatkleppen en 31,5 mm (1 mm overmaat) Inconel-uitlaatkleppen;beide in de conversievariant met enkele keepergroef.Zowel de grotere door VAC Motorsports afkomstige Schrick “Forced Induction”-nokkenassen als de kans op toerentalbegrenzing in de skid-racer vereisen een goede klepbediening.Er werd gebruik gemaakt van een duurzame set dubbele hoogwaardige klepveren van Supertech Performance, samen met bijpassende vederlichte titanium houders.
De S54 maakt gebruik van een voor BMW unieke vingervolgende tuimelaar die op een tuimelaaras is gemonteerd.Dit zorgt voor een versnelling van het openen van de klep en een vermenigvuldiging van de tuimelaarverhouding, maar kan volgens sommigen een problematisch slijtage-item zijn.We hebben succes gezien bij het gebruik van WPC Treatment op OEM-rocker-volgers, hoewel sommigen misschien kiezen voor een DLC-coating.
Nu de onderdelen klaar liggen, kunnen we nu de lijst met procedures benaderen die we in de machinewerkplaats zullen behandelen.Hoewel de inlaatgeleider van de S54 volledig CNC-geprofileerd is, zijn er kleine verbeterpunten, zoals het zitprofiel en de pocket-keeldiameter.De uitlaatpoort is een verdeelde, D-vormige venturi met hoge snelheid, bedoeld voor het wegvangen van natuurlijk aangezogen verbruikte gassen met een hoog toerental.Profielwerk, zoals het rechttrekken van de hardloper, zal hier winst opleveren.De gebruikelijke mechanische interface tussen klep en geleider geldt nog steeds voor warmteoverdracht, klepafdichting en lange levensduur.De klepgeleiders van de S54s moeten indien nodig worden aangepakt.
Na het profileren en afwerken van de poort proberen we eenvoudigweg de scherpe gereedschapssporen van de verbrandingskamers glad te strijken.We verifiëren ook de volumetrische uniformiteit met een buret.Er moet veel aandacht worden besteed aan de profilering van de zitting, gezien de grotere klepmaat op de uitlaat.De klepzitting dient twee integrale doelen: om warmte uit de klep naar de watermantel te laten zinken, en om de poortovergang te bieden om de verbrandingskamer te voeden met onze waardevolle gecomprimeerde (en vaak intergekoelde) atmosfeer.
Het profileren van de zitting kan worden gevolgd door handmatig leppen om een goed passende zitting-naar-klep-interface te garanderen.Zodra de kleptaak is geïnspecteerd en getest, is de volgende stap het frezen van het dek en de flensinspectie, waarbij de roterende PCD “zessen en negens” krult voor een ultragladde en vlakke afwerking.Op dit punt vindt een laatste onderdeelinspectie plaats voordat de onderdelenring wordt geraakt.Zodra we schone en geschikte onderdelen hebben, passen we de kleppen aan.Wij houden ons aan de specificaties van de nokkenfabrikant en sluiten de eindmontage af met een eindinspectie.
Voordat we ook maar één chip snijden, moeten we al onze doelstellingen opmaken en meten.De afmetingen van de inlaat- en uitlaatkleppen zijn respectievelijk 35 mm en 31,5 mm.Ons inlaatdoel is minimaal 85 procent van die 35 mm – of minimaal een keeldiameter van 29,75 mm in de zak tussen de stoel en de poort.Het uitlaatdoel ligt dichter bij 90 procent van de keeldiameter van 31,5 mm (of 28,35 mm).
Velen zullen wellicht een trend opmerken dat er in deze toepassing aandacht wordt besteed aan de uitlaat;laat dit het belang ervan voor de volumetrische efficiëntie benadrukken.Houd er rekening mee dat de ingenieurs in München het grootste deel van hun tijd aan de intake besteedden.We hebben de cilinderkop in een Serdi-klepzittingmachine gemonteerd en een inzetstuk met convexe straal gebruikt om de ruwe keeldiameter te vinden.We hebben deze meting nodig voordat we de lopers porteren.Het biedt ons de mogelijkheid om ook de bewerkingssporen of naden die door het roterende inzetstuk zijn achtergelaten met de hand te vervagen.
Een verkennende stoelsnede helpt bij het indelen van de keelzak.Hoewel de perfecte keelgrootte nog steeds ter discussie staat, bestaat er geen discussie over het feit dat het verbeteren van de keelverhouding een sleutelfactor is bij het verbeteren van de algehele doorstroming.
De volgende fase vereist geen lay-outvloeistof of krassen.De inlaatpoorten zijn voorzien van een O-ringgroef en de uitlaat zou simpelweg cartoonachtig groot zijn om bij elkaar te passen.Ervaring en discretie zijn dus twee vaardigheden die de standvastige slijper temperen.
De grootste gebieden waar chips worden gemaakt, zijn de D-vormige halve manen van de uitlaatpoort.We slijpen, rechttrekken en overdrijven de D-vorm.Niet meer dan ongeveer 2 mm materiaalverwijdering van de poortwanden zou voldoende moeten zijn voor de meeste toepassingen die minder extreem zijn dan 1.100 whp.De scherpe randen en verdelers in de inlaat worden gladgemaakt en afgerond met een eenvoudige patroonrol met korrel 80.
Eenmaal geprofileerd, krijgt de uitlaat korrel 80, gevolgd door korrel 120.Vervolgens voeren we wat licht kruispolijsten uit om de textuur te verwijderen voor koolstofcontrole.De verbrandingskamer krijgt dezelfde afwerkingsmassage als de uitlaat, waarbij hoge plekken worden verwijderd en bramen worden verwijderd om voorontsteking of gloeiverstopping te voorkomen.
De voortgang van de uitlaatpoort van chippy naar glad.De uitlaatpoort krijgt het meeste materiaalverwijdering en hervormwerk op een S54-kop die voorbestemd is om een boost te zien.
Het profileren van de klepzittingen is een ander proces dat velen als een ‘duistere kunst’ beschouwen.Het is werkelijk niets anders dan natuurkunde en meetkunde.De compacte verbrandingskamer van 33 cc van de S54 maakt gebruik van een bougie van 12 mm die vaak wordt aangetroffen in motorfietsen en past op de bovengenoemde kleppen.
Om vast te houden aan het compacte thema met toch een hoge luchtstroom, hebben we gekozen voor frezen met zowel 5 hoeken als afgeronde zittingen, verkrijgbaar bij Goodson Machine Supply.Beide snijders voorzagen ons van een prestatievriendelijke zitting van 1 mm, 45 graden, geschikt voor goed overgezette sneden, zowel in als uit de kom.
Als u titanium kleppen gebruikt of extreem hoge pk's gebruikt, moet u een kopergelegeerde zitting zoals Moldstar90 of iets dergelijks overwegen (pas op voor kankerverwekkende berylliumlegeringen).We voltooien de QC met een handlapbeurt, waarbij we de ouderwetse, fijne klaververbinding gebruiken om onze interferentiering te controleren.Het zorgt ook voor een mooi ingebroken klepvlak om grotere inloopveranderingen in de klepspeling te voorkomen.
Deze procedures blinken alleen uit met ronde klepgeleiders met voldoende speling.Dit wordt indien nodig aangepakt, meestal bij cores met een zeer hoge kilometerstand en slecht onderhoud.Een geschikte vervangingsgeleider is een koper-mangaaneenheid verkrijgbaar bij Supertech Performance.Bedenk dat in deze situatie concentriciteit koning is.
Zonder dat bevestigingsmiddelen voor de spruitstukflens in de weg zitten, kunnen we de flenzen van het inlaat- en uitlaatspruitstuk met de hand recht en aan boord profileren.Het biedt een glad en vlak pasoppervlak voor een nieuwe pakking tussen de cilinderkop en het spruitstuk.De cilinderkop wordt vervolgens gekalibreerd en nauwkeurig waterpas gesteld voordat we 0,002-0,003 inch per doorgang op de Rottler-molen verwijderen met een PCD-wisselplaat.Dit laat een gladde, MLS- of koperen koppakkingvriendelijke, midden jaren '30 (Ra) afwerking achter.De kamers, bakboordranden en buitenste dekranden worden ontbraamd met een roterende vijl met dikke fluit voordat de spanen eruit worden geblazen.
De Rottler-oppervlaktemachine met polykristallijn diamantgereedschap laat een spiegelregenboogafwerking achter op het cilinderkopoppervlak.
Op dit punt is het maken van spanen klaar en is het tijd om ons zwoegen en spanen weg te spoelen.Remmen schoon of oplosmiddel (aangevoerd door een rietje) en perslucht kunnen hinderlijk vuil uit krappe locaties verwijderen.Zodra u zich veilig voelt op die krappe locaties, is het tijd om onze glimmende aluminium stukken door de onderdelenwasmachine te halen.
Twee soorten machines zorgen voor de meest effectieve reiniging: hogedrukspuitkasten met heet water of ultrasone onderdompeling.In ons geval is het de eerste waarvan de werking lijkt op die van een gigantische vaatwasser op steroïden.Nadat ze zijn geschrobd met een heet en licht bijtend reinigingsmiddel onder hoge druk, worden de gietcomponenten met water uit een industriële slang en mondstuk gespoeld totdat de zeepresten zijn verdwenen.Deze stappen worden gevolgd door perslucht om eventueel restvocht te drogen.
Een grondige reiniging gevolgd door een grondige visuele inspectie vóór de mock-up is een cruciale stap die niet over het hoofd mag worden gezien.
De S54-kop wordt vervolgens naar een schone montagebank gebracht met een zacht rubberen tafeloppervlak om het fijne frezen tegen krassen te beschermen.Dit is waar zowel een handleiding als ervaring ons op het rechte en smalle pad van mise en place-precisie houden.Wij geven er de voorkeur aan om de kleppen, klepveerzittingen, veren, houders en conversiesloten met enkele groef op de bank te plaatsen als rangformaties op een slagveld.Als alles op zijn plaats zit, kun je gemakkelijk zien wat er eventueel ontbreekt.
Hier ziet u de inlaatkleppen van OEM-formaat met hun nitridecoating, samen met de 1 mm extra grote Inconel-uitlaatkleppen.De sleutel tot grote winst bij deze specifieke toepassing is het zo snel en efficiënt mogelijk afvoeren van de verbruikte gassen.
Cilinderkopmodel voor het instellen van de klepspeling is de volgende stap;Indien gewenst kunt u ook de kleppen op de motor afstellen.We vinden het minder zenuwslopend om de zweep in te draaien voordat een vastgeklemde koppakking wordt aangebracht.Tijdens deze reeks stappen gebruiken we lichtgewicht controleveren in plaats van de hoogwaardige dubbele veren om het model gemakkelijk te kunnen maken.Houd er rekening mee dat het niet naleven van de juiste afstelrichtlijnen kan leiden tot verbrande kleppen, een laag vermogen, een luidruchtige kleppentrein of andere gênante resultaten.
Schrick Nokkenassen vereisen een klepspeling van 0,25 mm (0,010 inch) inlaat en uitlaat voor gebruik met hun grinds.BMW vraagt om een speling van .18-.23 mm (.007-.009 inch) en .28-.33 mm (.011-.013 inch), respectievelijk bij de inlaat en uitlaat.Passend bij het motorthema maakt Wiseco een opvulset met een buitendiameter van 8,9 mm voor Husqvarna, KTM en Husaberg die ook op de S54 past: P/N: VSK4.Jullie puristen daar zijn misschien beter geschikt voor BMW P/N: 11340031525. Als jij (of je machinist) op de hoogte was tijdens het zagen van de stoel, zal het goed werken om in het middenbereik te beginnen met de dikte van de vulring.
Het juiste aanhaalmoment op de nokkappen is van cruciaal belang voor het nauwkeurig instellen van de klepspeling.Als u dit zonder de motor doet, kan dit het leven fysiek gemakkelijker maken, en als u een probleem tegenkomt, hoeft u de cilinderkop niet van het blok te verwijderen.
De klepstelen worden voorzien van Torco-montagesmeermiddel op hun stelen en worden opnieuw gecontroleerd op consistentie van pasvorm wanneer ze in de klepgeleiders worden geschoven.Klepveerzittingen worden aan de bovenzijde belast vóór de veren en een pneumatische compressor leunt in de titanium houder.Dit gebeurt nog 23 keer totdat alle kleppen, veren, houders en sloten zijn geïnstalleerd.
De tuimelaaras wordt vervolgens geïnstalleerd en er moet worden opgemerkt dat bij de S54 de uitlaattuimelas een oliegat heeft dat moet worden gevoed vanuit de hoofdoliegalerij in de kop.Als dat gat niet goed wordt uitgelijnd, ontstaat er een platte nokkenas en volgers.Vingervolgers zijn een twistpunt voor sommigen die het internet bezoeken;Ik zal elke discussie vermijden door er simpelweg op te wijzen dat er drie geaccepteerde stijlen van vingervolgers zijn voor gebruik met grotere nokkenassen en werking bij hoge toerentallen: Schrick Performance DLC-volgers (P/N: SCH-CF-S54-DLC), DLC-gecoate OEM BMW-volgers (P/N: 11337833259, neem contact op met Calico Coatings) of met WPC behandelde OEM BMW-volgers (P/N: 11337833259, neem contact op met WPC Treatment).
Deze met WPC behandelde vingervolgers hebben een microtextuur voor het vasthouden van olie en zijn geïmpregneerd met WPC's gepatenteerde mengsel van oppervlaktebehandelingsmetalen.
Driven Lubricants is een uitstekend, kleverig nokkenas- en liftervet;Zorg ervoor dat u dit royaal op de lobben en de vingervolgvlakken aanbrengt.Zorg ervoor dat u een lichter montagesmeermiddel op de nokkenaslageroppervlakken en -tappen aanbrengt voordat u doppen en moeren installeert.De koppelspecificaties en volgorde zijn aan jou, want als je dit doet, zou je een handleiding met die informatie moeten hebben.
De rekenkunde gaf aan dat we 2-2,5 psi zouden winnen door de ademhalingsaanpassingen aan de cilinderkop.Ter voorbereiding op de grotere volumetrische efficiëntie hebben we grotere hoofdkatrollen met zes ribben uit staal laten snijden en vervolgens met zink bekleden voor weerstand tegen oxidatie.
Uiteindelijk gaf de MAP-sensor een stevige stijging van 3 psi aan, waardoor de Rotrex-blower een piek bereikte tussen 14,5 en 17 psi, afhankelijk van de dagelijkse atmosfeer.Uitstapjes naar de Rotrex Impeller-snelheidscalculator gaven aan dat we onze C38-92-waaier misschien een beetje overdrijven.De ademhalingsverbeteringen in combinatie met de hoofdkatrol leverden een winst op van 156 pk en een koppel van 119 lb-ft.
Er valt bij de meeste productiemotoren veel pk-winst te behalen, zelfs bij motoren die als te ingewikkeld of te duur worden beschouwd.De ware kunst is om in elk systeem de drempel van afnemende opbrengsten te vinden, voordat je met geïnvesteerde tijd en geld tegen die muur oploopt.Ik hoop in de nabije toekomst terug te keren naar dit onderwerp van luchtstroom en geforceerde inductie in de context van moderne inline sixes.Als die tijd aanbreekt, zullen we nog meer gegevens met u delen.
Een betere ademhaling zorgt voor grotere paarden.Dat is een radicaal verbeterde vermogenscurve voor iets meer boost en een veel efficiëntere cilinderkop.
Bouw uw eigen nieuwsbrief op maat met de inhoud van Turnology waar u van houdt, rechtstreeks in uw inbox, helemaal GRATIS!
We beloven dat we uw e-mailadres alleen voor exclusieve updates van het Power Automedia Network zullen gebruiken.
Posttijd: 12 juni 2020